Protein membran adalah protein yang tertanam di antara fosfolipid yang membentuk struktur bilayer membran sel. Protein membran melakukan tugas-tugas khusus yang penting untuk berfungsinya sel. Ini termasuk mengangkut molekul dan ion masuk dan keluar sel, memulai jalur sinyal dan membuat sel dikenali oleh sel lain. Ada dua jenis utama protein membran: perifer dan integral.
Protein membran perifer tertanam di satu sisi membran sel, baik di permukaan luar atau dinding interior. Protein membran integral tertanam di dalam membran sel dan diproyeksikan ke dalam sel atau lingkungan eksternal. Protein membran integral yang mencakup seluruh membran sel, dari permukaan luar sel ke permukaan bagian dalam sel, disebut protein transmembran.
Protein membran perifer yang berada di permukaan luar membran sel berinteraksi dengan molekul yang dilepaskan oleh sel lain. Melalui proses yang disebut pensinyalan sel, satu sel dapat berkomunikasi dengan sel lain dengan melepaskan pembawa pesan kimia. Pembawa pesan dikenali oleh protein membran perifer luar.
Protein membran perifer yang terletak di permukaan interior membran sel memberikan dasar untuk perancah sel. Ini termasuk protein sitoskeletal aktin dan spektrin. Enzim yang disebut protein kinase C adalah protein membran perifer interior lainnya. Ini memulai jalur sinyal di dalam sel.
Protein membran perifer tidak berinteraksi dengan daerah non-polar membran sel. Sebaliknya, mereka terikat pada membran sel melalui interaksi antara daerah kutub fosfolipid dan daerah kutub protein. Banyak protein membran perifer mengikat protein membran integral juga.
Protein membran integral mengangkut molekul dari lingkungan luar ke bagian dalam sel. Beberapa dapat dengan bebas mengangkut molekul sementara yang lain membutuhkan energi untuk mengangkut molekul. Protein membran integral juga berfungsi sebagai reseptor untuk molekul tertentu dan sebagai enzim untuk jalur metabolisme tertentu.