O proteină membranară integrală, cunoscută și sub numele de IMP, este una care se întinde pe întreaga membrană biologică a unei celule. Aceste proteine sunt atașate permanent de membrana celulară, iar funcția lor se bazează în mod obișnuit pe faptul că sunt prezente în membrană. Atât din punct de vedere structural, cât și funcțional, ele sunt părți integrante ale membranelor celulelor.
Fiecare moleculă de proteină membranară integrală are o relație complicată cu membrana în care este situată. Din punct de vedere structural, IMP este de obicei plasat astfel încât firele de proteine sunt țesute în întreaga structură a membranei celulare. Secțiuni de proteină ies prin peretele celular în interiorul sau în afara celulei sau în ambele direcții. Molecula proteică nu poate funcționa dacă nu este încorporată în membrană.
O altă caracteristică a proteinei este că aceste proteine pot fi îndepărtate din membrană numai cu un tratament chimic foarte specific. Acest lucru se datorează faptului că regiunile hidrofobe ale proteinei sunt protejate în stratul dublu fosfolipidic al membranei celulare. Din acest motiv, trebuie utilizați detergenți, solvenți denaturanți și solvenți nepolari pentru a distruge stratul dublu de fosfolipide și a extrage proteina integrală a membranei.
În clasa proteinelor membranare integrale se află mai multe categorii diferite de proteine, dintre care multe sunt receptori și alte tipuri de molecule de semnalizare celulară. Ele sunt clasificate în două grupe, în funcție de structura lor. Acestea sunt proteine transmembranare integrale și proteine monotopice integrale.
Proteinele transmembranare integrale sunt cele care se întind pe întreaga membrană celulară. Aceste proteine pot întinde membrana o dată sau o pot întinde de mai multe ori, țesând prin stratul dublu fosfolipidic astfel încât să existe mai multe bucăți de proteină care ies prin peretele celular. În general, acesta este cel mai comun tip de IMP.
Exemple de proteine transmembranare integrale includ canale ionice dependente de voltaj, cum ar fi cele care transportă ionii de potasiu în și în afara celulelor. Anumite tipuri de receptori de celule T, receptorul de insulină și mulți alți receptori și neurotransmițători, sunt toate proteine transmembranare integrale. În general, receptorii, transmițătorii și transportorii tind să aparțină acestei clase de IMP, deoarece proteinele care se întind pe întreaga membrană sunt de obicei capabile să sesizeze condițiile atât în interiorul cât și în exteriorul celulei simultan.
Proteinele monotopice integrale nu se întind pe întreaga membrană biologică. În schimb, ele sunt atașate de membrană dintr-o singură parte, cu un capăt al proteinei ieșind fie în interiorul, fie în exteriorul celulei. Această clasă de proteine include enzime cum ar fi monoaminoxidaza și amid hidrolaza acizilor grași. Proteinele monotopice integrale nu sunt capabile să sesizeze condițiile atât din interiorul, cât și din exteriorul celulei și sunt mai puțin probabil să fie implicate în semnalizarea intercelulară.