Việc nghiờn cứu protein màng tế bào cho ta những thụng tin về cấu trỳc liờn quan đến chức năng sinh học và biểu hiện biến đổi cấu trỳc protein màng liờn quan đến cỏc dạng bệnh lý. (Đỗ Ngọc Liờn thực hành Hoỏ sinh miễn dịch – Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội trang 39-66).
Nhưđó biết trong cỏc phần 4.1 và 4.2, cỏc protein màng gồm hai loại là protein cài vào màng hoặc xuyờn màng và protein ngoại vi hay protein bề mặt màng. Cỏc protein ngoại vi liờn kết lỏng lẻo, hầu hết là liờn kết khụng cộng húa trị với cỏc thành phần khỏc của màng, nờn việc tỏch chỳng dễ dàng. Chỳng là cỏc protein ưa nước nờn cú thể sử dụng cỏc chất muối cú nồng độ ion cao của cỏc loại đệm nhưđệm phosphat, đệm tris-HCl. Màng tế bào
được rửa nhiều lần bằng đệm cú lực ion cao, sau đú được ly tõm tốc độ cao (10.000 ữ 15.000xg) để tỏch riờng protein ngoại vi và phần màng cũn lại chứa cỏc protein cài màng.
Hỡnh 4.4
Ảnh điện di cỏc protein của màng hồng cầu (A),
của màng tế bào hỡnh que tiếp nhận ỏnh sỏng của vừng mạc mắt (B) màng lưới cơ tương của tế bào cơ (C)
Cỏc protein cài màng, tiếp theo được hũa tan và phõn lập nhờ cỏc chất tẩy rửa (detergent) hoặc cỏc chất phỏ màng lipid kộp. Cỏc chất tẩy rửa để hũa tan protein cài màng thụng thường được sử dụng là chất tẩy anion như SDS (Sodium Dodecylsulphate), cỏc chất tẩy Cation thường biết đến là CTAB (Cetyl trimethyl Ammonium Bromide), cỏc chất tẩy ion yếu như Triton X, Nonidet P40 và cỏc dạng muối mật (Sodium cholate, sodium deoxycholate). Cần chỳ ý tớnh năng của một số chất tẩy rửa cú thể cản trở cỏc bước phõn tớch tiếp theo (hấp thụ cao ở 280nm), hoặc dễ bị iod húa với cỏc protein đỏnh dấu phúng xạ, hoặc gõy cản trở cho sự phõn tớch điện di phõn vựng đẳng điện đối với protein.
Cỏc protein sau khi phõn lập, cú thểđược tinh chế bằng cỏc phương phỏp húa lý khỏc nhau như: sắc ký trao đổi ion, sắc ký lọc gel sephadex, sắc ký lỏng cao ỏp hoàn thiện cao (HPLC) hoặc sắc ký ỏi lực. Mỗi loại protein màng tinh sạch ở mức độ cao cú thể được phõn tớch sõu hơn về cỏc dạng cấu trỳc của chỳng như cấu trỳc bậc nhất (được phõn tớch trỡnh tự sắp xếp cỏc acid amin), được phõn tớch bằng kỹ thuật khối phổ hiện đại (MS), hoặc sử dụng nhiều phương phỏp khỏc nhau để phõn tớch tiếp cỏc bậc cấu trỳc protein bậc cao hơn.
Khi phõn tớch trỡnh tự sắp xếp cỏc axit amin của nhiều phõn tử protein tớch hợp màng, cỏc nhà nghiờn cứu thường thấy tỉ lệ phần trăm cỏc axit amin kị nước của chỳng chiếm tỉ lệ rất cao, thụng thường là từ 40 – 55 %. Cỏc axit amin kị nước của protein tớch hợp màng gồm cỏc loại là: Valine, Leucine, Isoleucine, Alanine, Phenylalanine, Tryptophan, Methionine và Proline. Nhiều loại protein màng được phõn tớch trỡnh tự vẫn cú thể phỏt hiện được trỡnh tự tớn hiệu (trỡnh tự dẫn đường) rất kị nước, trong đú vẫn cũn giữ lại axit amin mởđầu nằm ởđầu tận cựng N là Methionin (Do Ngoc Lien et. al. 1985).
Túm tắt chương 4
Protein màng tế bào thực hiện tất cả cỏc chức năng của tế bào sống như vận chuyển cỏc chất qua màng dưới dạng cỏc bơm ion, bơm proton chức năng cấu trỳc chống đỡ như cỏc protein bộ khung tế bào, chức năng truyền tớn hiệu thụng tin trao đổi chất và chức năng bảo vệ như cỏc thụ thể màng (receptor) và hàng loạt chức năng xỳc tỏc cho cỏc phản ứng của quỏ trỡnh phosphoryl húa oxy húa và quang hợp tạo năng lượng cho cơ thể sống.
Protein màng bao gồm hai loại là protein ngoại vi (bề mặt màng) và protein xuyờn màng. Chỳng là những protein liờn kết với màng lipid kộp phần lớn bằng cỏc liờn kết khụng cộng húa trị nờn cú thể rất linh động di chuyển theo chiều ngang của màng tế bào, thực hiện linh hoạt nhiều chức năng sống khi chỳng cú thể thay đổi cấu hỡnh khụng gian của phõn tử.
Việc nghiờn cứu protein màng cú thể được thực hiện bằng nhiều kỹ thuật phõn tớch húa lý khỏc nhau, kỹ thuật hiển vi điện tử, kỹ thuật nhiễu xạ tia X và nhiều kỹ thuật miễn dịch tế bào khỏc nhau.
Chương 5
Cỏc protein màng cú chức năng bơm ion