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膜蛋白質(zhì)組和分泌蛋白組被認為是很大和很重要的蛋白質(zhì)類別之一。膜蛋白被定義為與細胞膜或細胞內(nèi)細胞器相關(guān)或附著的蛋白質(zhì)。它們分為外周蛋白和整合蛋白。外周膜蛋白暫時與脂質(zhì)雙層相關(guān)，但不全跨越膜。與脂質(zhì)雙層的附著是通過外圍區(qū)域的穿孔或通過與整合膜蛋白偶聯(lián)來實現(xiàn)的（參見圖3，B和C）。這些整合蛋白被嵌入，跨越整個脂質(zhì)雙層，并包含駐留在膜內(nèi)的疏水性α螺旋或β桶結(jié)構(gòu)。根據(jù)它們的細胞功能，它們可以進一步細分為受體或通道等組。
與親水性的胞外和胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域一起，大多數(shù)膜蛋白表現(xiàn)出兩親性特征。兩親性特征還產(chǎn)生一種特征，通過該特征通常可以識別整合膜蛋白。這是因為它們的一的結(jié)構(gòu)在其線性序列中含有 19-23 個疏水氨基酸，需要跨越膜的疏水內(nèi)部。具有指向桶外側(cè)的疏水殘基的 β-桶也可以作為膜蛋白的良好指示劑（Yeagle，2016，細胞膜）。
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