Protein membran integral, juga dikenal sebagai IMP, adalah protein yang mencakup seluruh membran biologis sel. Protein ini melekat secara permanen ke membran sel, dan fungsinya biasanya bergantung pada keberadaan di dalam membran. Baik secara struktural maupun fungsional, mereka adalah bagian integral dari membran sel.
Setiap molekul protein membran integral memiliki hubungan yang rumit dengan membran di mana ia berada. Secara struktural, IMP biasanya ditempatkan sedemikian rupa sehingga untaian protein dijalin di seluruh struktur membran sel. Bagian protein menonjol melalui dinding sel di dalam atau di luar sel, atau di kedua arah. Molekul protein tidak dapat berfungsi jika tidak tertanam di dalam membran.
Fitur lain dari protein adalah bahwa protein ini dapat dikeluarkan dari membran hanya dengan perlakuan kimia yang sangat spesifik. Ini karena daerah hidrofobik protein dilindungi dalam lapisan ganda fosfolipid membran sel. Untuk alasan ini, deterjen, pelarut denaturasi, dan pelarut nonpolar harus digunakan untuk mengganggu lapisan ganda fosfolipid dan mengekstrak protein membran integral.
Di dalam kelas protein membran integral ada beberapa kategori protein yang berbeda, banyak di antaranya adalah reseptor dan jenis molekul pensinyalan sel lainnya. Mereka dikategorikan menjadi dua kelompok, berdasarkan strukturnya. Ini adalah protein transmembran integral, dan protein monotopik integral.
Protein transmembran integral adalah protein yang menjangkau seluruh membran sel. Protein-protein ini dapat menjangkau membran sekali, atau mungkin membentang beberapa kali, menjalin melalui lapisan ganda fosfolipid sedemikian rupa sehingga ada beberapa bagian protein yang menonjol melalui dinding sel. Secara keseluruhan ini adalah jenis IMP yang paling umum.
Contoh protein transmembran integral termasuk saluran ion berpintu tegangan seperti yang mengangkut ion kalium masuk dan keluar sel. Beberapa jenis reseptor sel T, reseptor insulin, dan banyak reseptor dan neurotransmiter lainnya, semuanya merupakan protein transmembran integral. Secara umum, reseptor, pemancar, dan pengangkut cenderung termasuk dalam kelas IMP ini karena protein yang menjangkau seluruh membran biasanya dapat merasakan kondisi baik di dalam maupun di luar sel secara bersamaan.
Protein monotopik integral tidak menjangkau seluruh membran biologis. Sebaliknya mereka melekat pada membran hanya dari satu sisi, dengan salah satu ujung protein menonjol baik di dalam atau di luar sel. Kelas protein ini termasuk enzim seperti monoamine oxidase dan asam lemak amida hidrolase. Protein monotopik integral tidak dapat merasakan kondisi baik di dalam maupun di luar sel, dan cenderung tidak terlibat dalam pensinyalan antar sel.