膜蛋白表达

生物膜所含的蛋白叫膜蛋白，是生物膜功能的主要承担者。 根据蛋白分离的难易及在膜中分布的位置，膜蛋白基本可分为三大类：外在膜蛋白或称外周膜蛋白、内在膜蛋白或称整合膜蛋白和脂锚定蛋白。膜蛋白包括糖蛋白，载体蛋白和酶等。通常在膜蛋白外会连接着一些糖类，这些糖相当于会通过糖本身分子结构变化将信号传到细胞内。 膜蛋白表达是指在细胞膜中高效表达膜蛋白的过程。膜蛋白是一类在细胞膜上定位并发挥重要功能的蛋白质。由于其特殊的生理功能和结构特点，膜蛋白的表达和纯化相对困难。

膜蛋白表达的一般步骤包括：

克隆：将目标膜蛋白基因插入适合的表达载体中，构建表达载体。

转染或转化：将表达载体导入到适合的宿主细胞中，使其成为转基因细胞。

诱导表达：通过添加适当的诱导剂或改变培养条件来诱导目标膜蛋白的表达。

细胞收获：收获转基因细胞，通常通过离心等方法。

细胞破碎：将细胞破碎以释放膜蛋白。

膜蛋白提取和纯化：使用适当的方法，如溶液抽提、亲和层析或凝胶过滤等，提取和纯化目标膜蛋白。

外在膜蛋白分布在膜的内外表面，约占膜蛋白的20%～30%，主要在内表面，为水溶性蛋白，它通过离子键、氢键与膜脂分子的极性头部相结合，或通过与内在蛋白的相互作用，间接与膜结合。

膜蛋白（左：外周膜蛋白与内在膜蛋白；右：脂锚定蛋白） 

内在蛋白约占膜蛋白的70%～80%，是双亲媒性分子，可不同程度的嵌入脂双层分子中。有的贯穿整个脂双层，两端暴露于膜的内外表面，这种类型的膜蛋白又称跨膜蛋白。内在膜蛋白露出膜外的部分含较多的极性氨基酸，属亲水性，与磷脂分子的亲水头部邻近；嵌入脂双层内部的膜蛋白由一些非极性的氨基酸组成，与脂质分子的疏水尾部相互结合，因此与膜结合非常紧密。 据估计人类基因中，1/4~1/3基因编码的蛋白质为内在膜蛋白。

脂锚定膜蛋白是通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上。

膜蛋白表达是研究膜蛋白结构和功能的重要手段，也对药物研发和生物技术领域具有重要意义。