Οι πρωτεΐνες μεμβράνης είναι πρωτεΐνες που είναι ενσωματωμένες μεταξύ των φωσφολιπιδίων που αποτελούν τη δομή δύο στρωμάτων των κυτταρικών μεμβρανών. Η πρωτεΐνη μεμβράνης εκτελεί συγκεκριμένες εργασίες που είναι απαραίτητες για τη σωστή λειτουργία του κυττάρου. Αυτές περιλαμβάνουν τη μεταφορά μορίων και ιόντων μέσα και έξω από το κύτταρο, την έναρξη οδών σήματος και καθιστώντας το κύτταρο αναγνωρίσιμο σε άλλα κύτταρα. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι πρωτεϊνών μεμβράνης: περιφερειακές και ολοκληρωτικές.
Οι πρωτεΐνες της περιφερικής μεμβράνης είναι ενσωματωμένες στη μία πλευρά της κυτταρικής μεμβράνης, είτε στην εξωτερική επιφάνεια είτε στο εσωτερικό τοίχωμα. Οι ολοκληρωμένες πρωτεΐνες μεμβράνης είναι ενσωματωμένες μέσα στην κυτταρική μεμβράνη και προβάλλονται στο κύτταρο ή στο εξωτερικό περιβάλλον. Μια ενσωματωμένη πρωτεΐνη μεμβράνης που εκτείνεται σε ολόκληρη την κυτταρική μεμβράνη, από την εξωτερική επιφάνεια του κυττάρου στην εσωτερική επιφάνεια του κυττάρου, ονομάζεται διαμεμβρανική πρωτεΐνη.
Μια πρωτεΐνη περιφερειακής μεμβράνης που βρίσκεται στην εξωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης αλληλεπιδρά με μόρια που απελευθερώνονται από άλλα κύτταρα. Μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται σηματοδότηση κυττάρων, ένα κύτταρο μπορεί να επικοινωνήσει με ένα άλλο κύτταρο απελευθερώνοντας χημικούς αγγελιοφόρους. Οι αγγελιοφόροι αναγνωρίζονται από εξωτερικές πρωτεΐνες περιφερικής μεμβράνης.
Οι πρωτεΐνες της περιφερικής μεμβράνης που βρίσκονται στην εσωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης παρέχουν τη βάση για τη σκαλωσιά του κυττάρου. Αυτές περιλαμβάνουν τις κυτταροσκελετικές πρωτεΐνες ακτίνη και σπεκτρίνη. Ένα ένζυμο που ονομάζεται πρωτεϊνική κινάση C είναι μια άλλη πρωτεΐνη εσωτερικής περιφερικής μεμβράνης. Ξεκινά τις οδούς σηματοδότησης μέσα στο κελί.
Οι πρωτεΐνες της περιφερικής μεμβράνης δεν αλληλεπιδρούν με τη μη πολική περιοχή της κυτταρικής μεμβράνης. Αντ ‘αυτού, συνδέονται με την κυτταρική μεμβράνη μέσω αλληλεπιδράσεων μεταξύ της πολικής περιοχής των φωσφολιπιδίων και της πολικής περιοχής της πρωτεΐνης. Πολλές πρωτεΐνες περιφερειακής μεμβράνης συνδέονται επίσης με πρωτεΐνες ολοκληρωμένης μεμβράνης.
Οι ολοκληρωμένες πρωτεΐνες μεμβράνης μεταφέρουν μόρια από το εξωτερικό περιβάλλον στο εσωτερικό του κυττάρου. Ορισμένα μπορούν να μεταφέρουν ελεύθερα μόρια ενώ άλλα χρειάζονται ενέργεια για να μεταφέρουν μόρια. Οι ολοκληρωμένες πρωτεΐνες μεμβράνης χρησιμεύουν επίσης ως υποδοχείς για συγκεκριμένα μόρια και ως ένζυμα για συγκεκριμένες μεταβολικές οδούς.