Una proteína transmembrana es una proteína que abarca toda la longitud de la membrana celular. Está incrustado entre los fosfolípidos, proporcionando un canal a través del cual las moléculas y los iones pueden pasar a la célula. Las proteínas transmembrana también facilitan la comunicación entre las células al interactuar con mensajeros químicos. Muchos procesos biológicos, como el metabolismo de la glucosa y la producción de ácidos grasos, se desencadenan después de que se activa una proteína transmembrana particular.
El receptor de insulina es un ejemplo de una proteína transmembrana que interactúa con un mensajero químico, a saber, la insulina. El receptor actúa como un objetivo en la superficie de la célula para la molécula de insulina. Después de que la molécula se acopla con el receptor, el receptor generalmente libera sustancias químicas que causan el movimiento de un transportador de glucosa a la superficie de la célula. Esto permite que la célula absorba grandes cantidades de glucosa del entorno externo, lo que conduce al metabolismo de la glucosa y, finalmente, a la producción de energía.
Otro trabajo de la proteína transmembrana es transportar iones, como el sodio y el potasio, a través de la membrana celular para mantener el ambiente químico. Algunas células no pueden realizar tareas específicas si los canales iónicos no funcionan correctamente. Un ejemplo importante de esto son los canales iónicos activados por voltaje de las células nerviosas. En el estado de reposo, el canal de iones generalmente está cerrado, evitando que los iones crucen la membrana. Tan pronto como se detecta un estímulo, como un corte o una quemadura, se envía un impulso nervioso desde un extremo de la célula nerviosa al otro extremo. Esto solo puede ocurrir si los canales de iones se abren y permiten que los iones fluyan a través de la membrana celular.
Para organizarse adecuadamente, las células también requieren proteínas transmembrana para examinar el entorno dentro del cual reside la célula. Por ejemplo, las células musculares generalmente se organizan alrededor de otras células musculares, mientras que las células de la piel se organizan alrededor de otras células de la piel. Las integrinas son una categoría amplia de proteínas transmembrana que realizan esta función de organización. Las integrinas también anclan las células a los sustratos, facilitando la migración celular y la curación de heridas. El crecimiento, la división y la muerte de una célula generalmente dependen de las señales recibidas por las integrinas.
Una proteína transmembrana puede clasificarse como alfa helicoidal o beta barril, dependiendo de cómo esté organizada la cadena de proteínas. Las proteínas alfa helicoidales consisten en una sola cadena, mientras que las proteínas beta barril tienen varias cadenas de proteínas organizadas una al lado de la otra. La proteína alfa helicoidal generalmente se enrolla, y la proteína beta barril se retuerce en una estructura cerrada que se asemeja a un barril.