什么是膜蛋白？
膜蛋白是细胞膜的重要组成部分，负责许多关键的生物学功能如物质运输、信号转导和细胞间识别等，人类基因组中编码的膜蛋白约占总蛋白质组的25%左右。它们可以根据其与膜的结合方式和功能特点被分为不同的类别。以下是膜蛋白的一些主要类型和功能：
1、膜蛋白分类
外在膜蛋白：这些蛋白分布在细胞膜的内外表面，约占膜蛋白的20%-30%，主要在内表面。它们通过离子键、氢键与膜脂分子的极性头部相结合，或通过与内在蛋白的相互作用，间接与膜结合，大多是亲水性蛋白，主要的类型有酶类、受体蛋白、细胞骨架相关蛋白、免疫相关蛋白、细胞间连接蛋白等。
内在膜蛋白：这些蛋白约占膜蛋白的70%～80%，是双亲媒性分子，可以不同程度地嵌入脂双层分子中。有些贯穿整个脂双层，两端暴露于膜的内外表面，这种类型的膜蛋白也称为跨膜蛋白，包括跨膜离子通道蛋白、G蛋白偶联受体(GPCR)、跨膜转运蛋白、跨膜受体酪氨酸激酶(RTKs)等。
脂锚定膜蛋白：这类蛋白通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上。
2、研究膜蛋白有什么意义？
疾病治疗：膜蛋白在许多生理过程中起着至关重要的作用，包括细胞信号转导、物质运输和细胞识别等。许多疾病，如囊性纤维化、糖尿病、心血管疾病和神经退行性疾病，都与膜蛋白的功能异常有关。研究膜蛋白有助于理解这些疾病的发病机制，并为开发新的治疗方法提供靶点。
药物开发：大约60%的药物作用于膜蛋白，如G蛋白偶联受体(GPCRs)、离子通道和转运蛋白。通过研究这些膜蛋白的结构和功能，科学家可以设计出更有效的药物来调节它们的活性，从而治疗相关疾病。
生物医学研究：膜蛋白在细胞间的通讯、细胞对外界信号的响应以及细胞的免疫功能中扮演关键角色。这些研究有助于我们理解细胞如何感知和适应环境变化，以及如何在细胞层面上调控生物过程。
生物膜结构的理解：细胞膜的结构和动态性质对于细胞的生存至关重要。研究膜蛋白如何与膜脂质相互作用，可以帮助我们更好地理解生物膜的物理性质和生物物理学。
生物技术应用：膜蛋白的研究可以促进生物技术的发展，例如在生物传感器、药物筛选和纳米技术等领域。了解膜蛋白的特性可以帮助设计出更有效的生物技术工具。
细胞生物学的基础研究：膜蛋白是细胞膜的主要组成部分，研究它们有助于我们理解细胞膜的生物合成、维持和修复等基本细胞过程。
农业和畜牧业：在农业和畜牧业中，膜蛋白的研究有助于改良作物和家畜的性状，例如通过基因工程改变植物的膜蛋白来提高其对疾病的抵抗力或改善其营养价值。
环境科学：在环境科学领域，膜蛋白的研究有助于理解微生物如何与环境相互作用，例如在生物修复和污染物的代谢过程中。
3、如何知道自己研究的蛋白是不是膜蛋白？
可以通过uniprot进行亚细胞定位预测，方法很简单，只需要输入蛋白名称，选择相应的物种，进入详情页面。
选择亚细胞定位即可了解该蛋白在细胞中的分布情况。
当然，也可以通过YLoc、Cell-PLoc等工具进行相互验证。
4、膜蛋白WB难在哪？
膜蛋白有很多属于大分子量蛋白，比起小分子量蛋白，提取和转膜更加困难。
提取困难：膜蛋白与膜结合紧密，不易从膜上洗涤下来，特别是跨膜蛋白，具有：
1）结构复杂：跨膜蛋白拥有多重跨膜结构域，通过疏水作用紧密地嵌入到细胞膜中，这使得它们在水中的溶解度非常低，不易被提取。
2）表达量低：膜蛋白在样品中的表达量通常不高，如果不富集，在总蛋白中占比较低，用总蛋白检测时，可能无法检测到。
3）易形成多聚体：膜蛋白由于其跨膜区域的疏水性，加热时疏水相互作用可能会增强，导致膜蛋白分子间相互聚集，形成聚合物。
4）分子量大：部分膜蛋白分子量较大，大分子量蛋白WB，电泳，转膜等条件需要摸索，较为困难。
面对膜蛋白我们应该如何处理？
1、了解自己研究蛋白的特性
可以通过uniprot、topcons、The Human Protein Atlas等工具，结合文献检索，了解研究蛋白的在组织及各种细胞中的表达量、是否属于跨膜蛋白等，表达量较高且不属于跨膜蛋白的，蛋白相对好提取，可以用总蛋白提取方式，对于跨膜蛋白或者表达量相对较少，不好提取的蛋白，可以先进行膜蛋白富集(abs9346-50T)。
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2、蛋白变性
为了避免膜蛋白热变性收到温度影响产生多聚体，影响实验结果，建议建议根据蛋白具体属性在50-70℃左右进行热变性或者采用37℃。
3、电泳
分离胶的选择
根据蛋白分子量大小选择凝胶浓度，需要同时分离分子量跨度较大的多种蛋白，也可以选择梯度胶，大分子蛋白最好使用 Tris-Acetate体系进行电泳，absin的Tris-Acetate预制胶能够有效分离40-500kDa的大蛋白分子，采用玻璃胶板，有效减少蛋白非特异性吸附，使蛋白条带更为尖锐，清晰。电泳时，可采用120-150V的高电压，在冰水浴中进行，尽量使Marker拉开足够大的距离，通常需要4小时左右。
4、转膜
转印膜的选择
湿转法转膜时间长，300mA电流条件下，150-180KDa的蛋白需要3-3.5h，180-250KDa需要4-5h，大于250KDa需要5.5-6h，湿转法通常效果比较好，比较推荐。半干转，40V恒压，转膜60-90min，小于400KDa的蛋白一般都能转到PVDF膜上。恒流法转，电流大小设置为PVDF膜的面积，时间1小时左右，半干转节约时间。
其他问题可根据实际实验调整。
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