Una proteína de membrana integral, también conocida como IMP, es aquella que se extiende por toda la membrana biológica de una célula. Estas proteínas están unidas permanentemente a la membrana celular y su función típicamente se basa en estar presentes en la membrana. Tanto estructural como funcionalmente, son partes integrales de las membranas de las células.
Cada molécula de proteína de membrana integral tiene una relación intrincada con la membrana dentro de la cual se encuentra. Estructuralmente, el IMP generalmente se coloca de manera que las cadenas de proteínas se entrelacen a lo largo de la estructura de la membrana celular. Secciones de proteína sobresalen a través de la pared celular dentro o fuera de la célula, o en ambas direcciones. La molécula de proteína no puede funcionar si no está incrustada dentro de la membrana.
Otra característica de la proteína es que estas proteínas se pueden eliminar de la membrana solo con un tratamiento químico muy específico. Esto se debe a que las regiones hidrófobas de la proteína están protegidas dentro de la bicapa de fosfolípidos de la membrana celular. Por esta razón, se deben utilizar detergentes, disolventes desnaturalizantes y disolventes apolares para romper la bicapa de fosfolípidos y extraer la proteína integral de la membrana.
Dentro de la clase de proteínas de membrana integral hay varias categorías diferentes de proteínas, muchas de las cuales son receptores y otros tipos de moléculas de señalización celular. Se clasifican en dos grupos, según su estructura. Estas son proteínas transmembrana integrales y proteínas monotópicas integrales.
Las proteínas transmembrana integrales son aquellas que abarcan toda la membrana celular. Estas proteínas pueden atravesar la membrana una vez, o pueden atravesarla varias veces, tejiendo a través de la bicapa de fosfolípidos de modo que hay varias partes de la proteína que sobresalen a través de la pared celular. En general, este es el tipo más común de IMP.
Los ejemplos de proteínas transmembrana integrales incluyen canales iónicos activados por voltaje, como los que transportan iones potasio dentro y fuera de las células. Ciertos tipos de receptores de células T, el receptor de insulina y muchos otros receptores y neurotransmisores son proteínas transmembrana integrales. En general, los receptores, transmisores y transportadores tienden a pertenecer a esta clase de IMP porque las proteínas que se extienden por toda la membrana suelen detectar condiciones tanto dentro como fuera de la célula simultáneamente.
Las proteínas monotópicas integrales no abarcan toda la membrana biológica. En cambio, están unidas a la membrana desde un solo lado, con un extremo de la proteína que sobresale dentro o fuera de la célula. Esta clase de proteínas incluye enzimas como la monoamino oxidasa y la amida hidrolasa de ácidos grasos. Las proteínas monotópicas integrales son incapaces de detectar las condiciones tanto dentro como fuera de la célula y es menos probable que estén involucradas en la señalización intercelular.