Как уже говорилось в предыдущей главе, белки, не способные прятать свои гидрофобные группы внутрь гидрофильной оболочки, обычно находят удобное для себя место в мембранах. Внутри мембраны проблема разрешается таким образом, что они погружают свои гидрофобные части в липидные бислои, в то время как гидрофильные части выходят в окружающую воду. В зависимости от структуры гидрофильных и гидрофобных групп молекулы могут либо плавать на липидном бислое наподобие айсберга, либо сидеть на нем «верхом». В первом случае все гидрофильные группы будут направлены в одну сторону, во втором гидрофильные группы будут выступать по обе стороны мембраны (трансмембранные белки). Некоторые из этих расположений чрезвычайно сложны. Бактериородопсин, основной компонент фотохимического аппарата микроба На1оЫит (см. гл. 10), опоясывает бислой семь раз. Ацетилхолиновый рецептор (см. гл. 13) состоит из двух единиц, каждая из которых в свою очередь состоит из пяти трансмембранных полипептидов, сгруппированных вокруг центрального канала. В этих и других известных примерах такого рода белковые части, пересекающие бислой, состоят из а-спиральных стержней, содержащих 21—27 аминокислотных остатков, по большей части гидрофобных.Белки, у которых одна или более гидрофобных групп погружены в липидный бислой мембраны, носят название интегральных, или внутренних мембранных, белков (независимо от того, пересекают они бислой или нет). Те белки, которые с какой-либо стороны прикреплены к мембране, но внутрь липидного бислоя не проникают, называются периферическими, или наружными.
Благодаря текучести, являющейся, как мы уже отмечали, одним из основных свойств липидных бислоев, мембранные белки свободно перемещаются в плоскости мембраны за счет латеральной диффузии. Эта свобода — неотъемлемая часть выполнения ряда функций, и мы ею вскоре воспользуемся в наших собственных целях, однако она имеет ограничения, вызванные взаимодействием мембранных белков с другими находящимися внутри и вне мембраны компонентами. Некоторые из этих взаимодействий модифицируются специфическими молекулами, связанными с мембранными белками. Последствия этих реакций могут иметь большое функциональное значение.
Характерной чертой плазматической мембраны является то, что многие из ее наружных белковых компонентов представ ляют собой гликопротеиды, т. е. они содержат олигосахаридные боковые цепочки, образованные молекулами Сахаров. Плазматическая мембрана содержит также некоторые гликолипиды. В образовании этих углеводных компонентов, имеющих зачастую ветвистое строение, участвует десяток и более молекул различных Сахаров Они покрывают поверхность клетки нежным молекулярным «пушком». На самом же деле это не пушок, а щупальца. Увеличьте их еще в сто раз, и вы сами в этом убедитесь. Все это зрелище напоминает сцены из подводной жизни, где стайки рыб и других созданий мирно пасутся среди существ, похожих на растения, пока внезапно ветка «растения» не превращается в смертоносное щупальце, которое схватывает ничего не подозревающую жертву и втягивает ее внутрь. В нашем клеточном морском пейзаже потенциальными жертвами являются молекулы, окружающие клетки; в роли щупалец выступают боковые олигосахаридные цепочки (или другие группы) гликопротеидов мембраны, из которых многие функционируют как рецепторы.
