Proteinele de membrană sunt proteine care sunt încorporate printre fosfolipidele care alcătuiesc structura cu două straturi a membranelor celulare. Proteina membranară îndeplinește sarcini specifice care sunt esențiale pentru buna funcționare a celulei. Acestea includ transportul de molecule și ioni în și din celulă, pornind căi de semnal și face ca celula să fie recunoscută de alte celule. Există două tipuri principale de proteine membranare: periferice și integrale.
Proteinele membranei periferice sunt încorporate pe o parte a membranei celulare, fie pe suprafața exterioară, fie pe peretele interior. Proteinele membranare integrale sunt încorporate în membrana celulară și se proiectează în celulă sau în mediul extern. O proteină membranară integrală care se întinde pe întreaga membrană celulară, de la suprafața exterioară a celulei până la suprafața interioară a celulei, se numește proteină transmembranară.
O proteină membranară periferică care se află pe suprafața exterioară a membranei celulare interacționează cu moleculele care sunt eliberate de alte celule. Printr-un proces numit semnalizare celulară, o celulă poate comunica cu o altă celulă prin eliberarea de mesageri chimici. Mesagerii sunt recunoscuți de proteinele membranei periferice exterioare.
Proteinele membranei periferice care sunt situate pe suprafața interioară a membranei celulare oferă o bază pentru schelele celulei. Acestea includ proteinele citoscheletice actina și spectrina. O enzimă numită protein kinaza C este o altă proteină interioară a membranei periferice. Inițiază căi de semnalizare în interiorul celulei.
Proteinele membranei periferice nu interacționează cu regiunea nepolară a membranei celulare. În schimb, ele sunt legate de membrana celulară prin interacțiuni între regiunea polară a fosfolipidelor și regiunea polară a proteinei. Multe proteine membranare periferice se leagă și de proteinele membranare integrale.
Proteinele membranare integrale transportă molecule din mediul extern în interiorul celulei. Unele pot transporta liber molecule, în timp ce altele necesită energie pentru a transporta molecule. Proteinele membranare integrale servesc, de asemenea, ca receptori pentru molecule specifice și ca enzime pentru căi metabolice specifice.