Uma proteína transmembranar é uma proteína que abrange todo o comprimento da membrana celular. Ele é incorporado entre os fosfolipídios, fornecendo um canal através do qual moléculas e íons podem passar para a célula. As proteínas transmembranares também facilitam a comunicação entre as células, interagindo com mensageiros químicos. Muitos processos biológicos, como o metabolismo da glicose e a produção de ácidos graxos, são acionados após a ativação de uma proteína transmembranar específica.
O receptor de insulina é um exemplo de uma proteína transmembranar que interage com um mensageiro químico, a insulina. O receptor atua como um alvo na superfície da célula para a molécula de insulina. Depois que a molécula se acopla ao receptor, ele geralmente libera substâncias químicas que causam o movimento de um transportador de glicose para a superfície da célula. Isso permite que a célula absorva grandes quantidades de glicose do ambiente externo, levando ao metabolismo da glicose e, eventualmente, à produção de energia.
Outro trabalho da proteína transmembranar é transportar íons, como sódio e potássio, através da membrana celular para manter o ambiente químico. Algumas células não podem executar tarefas específicas se os canais de íons não estiverem funcionando corretamente. Um exemplo importante disso são os canais de íons dependentes de voltagem das células nervosas. No estado de repouso, o canal de íons é normalmente fechado, impedindo que os íons cruzem a membrana. Assim que um estímulo é detectado, como um corte ou queimadura, um impulso nervoso é enviado de uma extremidade da célula nervosa para a outra extremidade. Isso só pode ocorrer se os canais de íons se abrirem e permitirem que os íons fluam através da membrana celular.
Para se organizar adequadamente, as células também requerem proteínas transmembranares para examinar o ambiente em que a célula reside. Por exemplo, as células musculares geralmente se organizam em torno de outras células musculares, enquanto as células da pele se organizam em torno de outras células da pele. As integrinas são uma ampla categoria de proteínas transmembranares que desempenham essa função organizadora. As integrinas também ancoram as células nos substratos, facilitando a migração celular e a cicatrização de feridas. O crescimento, divisão e morte de uma célula geralmente dependem dos sinais recebidos pelas integrinas.
Uma proteína transmembranar pode ser classificada como barril alfa-helicoidal ou beta, dependendo de como a cadeia proteica está organizada. As proteínas helicoidais alfa consistem em uma única cadeia, enquanto as proteínas barril beta possuem várias cadeias de proteínas organizadas lado a lado. A proteína helicoidal alfa geralmente é enrolada e a proteína do barril beta é torcida em uma estrutura fechada que se assemelha a um barril.