Proteína de membrana de paso único

Una proteína de membrana de paso único, también conocida como proteína de un solo paso o proteína bitópica , es una proteína transmembrana que atraviesa la bicapa lipídica solo una vez. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Estas proteínas pueden constituir hasta el 50 % de todas las proteínas transmembrana, dependiendo del organismo, y contribuyen significativamente a la red de interacciones entre diferentes proteínas en las células , incluidas las interacciones a través de hélices alfa transmembrana . ^{[ 3 ]} Por lo general, incluyen uno o varios dominios proteicos solubles en agua situados en los diferentes lados de las membranas biológicas , por ejemplo, en los receptores transmembrana de paso único . ^{[ 4 ]} Algunas de ellas son pequeñas y sirven como subunidades reguladoras o estabilizadoras de la estructura en grandes complejos transmembrana multiproteicos, como los fotosistemas o la cadena respiratoria . Se han identificado más de 2300 proteínas de membrana de paso único en el genoma humano . ^{[ 5 ]}

Las proteínas bitópicas se clasifican en cuatro tipos, dependiendo de su topología transmembrana y la ubicación de la hélice transmembrana en la secuencia de aminoácidos de la proteína. Según Uniprot :

• Tipo I: extremo N-terminal en el lado extracelular de la membrana; péptido señal eliminado ^{[ 6 ]}
• Tipo II: extremo N en el lado citoplasmático de la membrana; hélice transmembrana ubicada cerca del extremo N, donde funciona como un ancla ^{[ 7 ].}
• Tipo III: extremo N-terminal en el lado extracelular de la membrana; sin péptido señal ^{[ 8 ].}
• Tipo IV: N-terminal en el lado citoplasmático de la membrana; hélice transmembrana ubicada cerca del C-terminal , donde funciona como un ancla ^{[ 9 ].}

Por lo tanto, las proteínas de tipo I se anclan a la membrana lipídica mediante una secuencia de anclaje de parada de transferencia y sus dominios N-terminales se dirigen al lumen del RE durante la síntesis. Los tipos II y III se anclan mediante una secuencia de anclaje señal; el tipo II se dirige al lumen del RE con su dominio C-terminal, mientras que el tipo III dirige sus dominios N-terminales al lumen del RE.

Una proteína transmembrana de paso único generalmente consta de tres dominios: el dominio extracelular , el dominio transmembrana y el dominio intracelular . El dominio transmembrana es el más pequeño, con aproximadamente 25 residuos de aminoácidos , y forma una hélice alfa insertada en la bicapa lipídica de la membrana. El dominio extracelular suele ser mucho más grande que el dominio intracelular y a menudo es globular , mientras que muchos dominios intracelulares presentan un grado de desorden relativamente alto . ^{[ 10 ]} Algunas proteínas de esta clase funcionan como monómeros, pero la dimerización o la oligomerización de orden superior son comunes. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

El número de proteínas transmembrana de paso único en el genoma de un organismo varía significativamente. Es mayor en eucariotas que en procariotas y en organismos multicelulares que en unicelulares . ^{[ 12 ]} La fracción de proteínas de esta clase es mayor en humanos que en los organismos modelo Danio rerio (pez cebra) y Caenorhabditis elegans (gusanos nematodos), lo que sugiere que los genes que codifican estas proteínas se han expandido en los linajes de vertebrados y mamíferos . ^{[ 4 ]}

• La base de datos Membranome es una base de datos de proteínas bitópicas de varios organismos modelo.
• Proteínas bitópicas en la base de datos OPM