Μια ενσωματωμένη πρωτεΐνη μεμβράνης, επίσης γνωστή ως IMP, είναι αυτή που καλύπτει ολόκληρη τη βιολογική μεμβράνη ενός κυττάρου. Αυτές οι πρωτεΐνες συνδέονται μόνιμα στην κυτταρική μεμβράνη και η λειτουργία τους τυπικά βασίζεται στην παρουσία τους στη μεμβράνη. Τόσο δομικά όσο και λειτουργικά, αποτελούν αναπόσπαστα μέρη των μεμβρανών των κυττάρων.
Κάθε ενσωματωμένο μόριο πρωτεΐνης μεμβράνης έχει μια περίπλοκη σχέση με τη μεμβράνη εντός της οποίας βρίσκεται. Δομικά, το IMP τοποθετείται συνήθως έτσι ώστε οι πρωτεϊνικοί κλώνοι να υφαίνονται σε όλη τη δομή της κυτταρικής μεμβράνης. Τμήματα πρωτεΐνης προεξέχουν μέσω του κυτταρικού τοιχώματος μέσα ή έξω από το κύτταρο ή και προς τις δύο κατευθύνσεις. Το μόριο πρωτεΐνης δεν μπορεί να λειτουργήσει εάν δεν είναι ενσωματωμένο στη μεμβράνη.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό της πρωτεΐνης είναι ότι αυτές οι πρωτεΐνες μπορούν να αφαιρεθούν από τη μεμβράνη μόνο με πολύ ειδική χημική επεξεργασία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι υδρόφοβες περιοχές της πρωτεΐνης προστατεύονται εντός της φωσφολιπιδικής διπλοστιβάδας της κυτταρικής μεμβράνης. Για το λόγο αυτό, πρέπει να χρησιμοποιούνται απορρυπαντικά, διαλύτες μετουσίωσης και μη πολικοί διαλύτες για τη διάρρηξη της διπλής στοιβάδας φωσφολιπιδίων και την εκχύλιση της ενσωματωμένης πρωτεΐνης μεμβράνης.
Στην κατηγορία πρωτεϊνών της ενσωματωμένης μεμβράνης υπάρχουν πολλές διαφορετικές κατηγορίες πρωτεϊνών, πολλές από τις οποίες είναι υποδοχείς και άλλοι τύποι μορίων κυτταρικής σηματοδότησης. Χωρίζονται σε δύο ομάδες, με βάση τη δομή τους. Αυτές είναι ενσωματωμένες διαμεμβρανικές πρωτεΐνες και ενσωματωμένες μονοτοπικές πρωτεΐνες.
Οι ενσωματωμένες διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι αυτές που καλύπτουν ολόκληρη την κυτταρική μεμβράνη. Αυτές οι πρωτεΐνες μπορεί να εκτείνονται στη μεμβράνη μία φορά, ή μπορεί να την εκτείνονται πολλές φορές, υφαίνοντας μέσω της διπλής στοιβάδας φωσφολιπιδίου έτσι ώστε να υπάρχουν πολλά κομμάτια της πρωτεΐνης που προεξέχουν μέσα από το κυτταρικό τοίχωμα. Συνολικά, αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος IMP.
Παραδείγματα ενσωματωμένων διαμεμβρανικών πρωτεϊνών περιλαμβάνουν κανάλια ιόντων με πύλη τάσης, όπως αυτά που μεταφέρουν ιόντα καλίου μέσα και έξω από τα κύτταρα. Ορισμένοι τύποι υποδοχέων Τ κυττάρων, ο υποδοχέας ινσουλίνης, και πολλοί άλλοι υποδοχείς και νευροδιαβιβαστές, είναι όλοι αναπόσπαστες διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Γενικά, οι υποδοχείς, οι πομποί και οι μεταφορείς τείνουν να ανήκουν σε αυτή την κατηγορία IMP επειδή οι πρωτεΐνες που εκτείνονται σε ολόκληρη τη μεμβράνη είναι τυπικά ικανές να ανιχνεύουν συνθήκες τόσο εντός όσο και εκτός του κυττάρου ταυτόχρονα.
Οι ενσωματωμένες μονοτοπικές πρωτεΐνες δεν εκτείνονται σε ολόκληρη τη βιολογική μεμβράνη. Αντίθετα, συνδέονται με τη μεμβράνη μόνο από τη μία πλευρά, με το ένα άκρο της πρωτεΐνης να προεξέχει είτε μέσα είτε έξω από το κύτταρο. Αυτή η κατηγορία πρωτεϊνών περιλαμβάνει ένζυμα όπως η μονοαμινοξειδάση και η υδρολάση αμιδίου λιπαρών οξέων. Οι ενσωματωμένες μονοτοπικές πρωτεΐνες δεν είναι σε θέση να αισθανθούν συνθήκες τόσο εντός όσο και εκτός του κυττάρου και είναι λιγότερο πιθανό να εμπλέκονται στη μεσοκυτταρική σηματοδότηση.