Ett integralt membranprotein, även känt som ett IMP, är ett som spänner över hela det biologiska membranet i en cell. Dessa proteiner är permanent fästa vid cellmembranet, och deras funktion beror vanligtvis på att de finns i membranet. Både strukturellt och funktionellt är de integrerade delar av cellers membran.
Varje integral membranproteinmolekyl har ett intrikat förhållande till membranet inom vilket den är belägen. Strukturellt placeras IMP vanligtvis så att proteinsträngar vävs genom cellmembranets struktur. Sektioner av protein sticker ut genom cellväggen inuti eller utanför cellen, eller i båda riktningarna. Proteinmolekylen kan inte fungera om den inte är inbäddad i membranet.
En annan egenskap hos proteinet är att dessa proteiner kan avlägsnas från membranet endast med mycket specifik kemisk behandling. Detta beror på att hydrofoba regioner av proteinet är skyddade inom fosfolipiddubbelskiktet i cellmembranet. Av denna anledning måste tvättmedel, denaturerande lösningsmedel och opolära lösningsmedel användas för att störa fosfolipiddubbelskiktet och extrahera det integrerade membranproteinet.
Inom den integrerade membranproteinklassen finns flera olika kategorier av protein, varav många är receptorer och andra typer av cellsignalmolekyler. De är kategoriserade i två grupper, baserat på deras struktur. Dessa är integrerade transmembranproteiner och integrala monotopa proteiner.
Integrala transmembranproteiner är de som spänner över hela cellmembranet. Dessa proteiner kan sträcka sig över membranet en gång, eller kan sträcka sig över det flera gånger, genom att väva igenom fosfolipiddubbelskiktet så att det finns flera bitar av proteinet som sticker ut genom cellväggen. Sammantaget är detta den vanligaste typen av IMP.
Exempel på integrerade transmembranproteiner inkluderar spänningsstyrda jonkanaler såsom de som transporterar kaliumjoner in och ut ur celler. Vissa typer av T-cellsreceptorer, insulinreceptorn och många andra receptorer och neurotransmittorer, är alla integrerade transmembranproteiner. I allmänhet tenderar receptorer, transmittorer och transportörer att tillhöra denna klass av IMP eftersom proteiner som spänner över hela membranet vanligtvis kan känna av förhållanden både inuti och utanför cellen samtidigt.
Integrala monotopiska proteiner spänner inte över hela det biologiska membranet. Istället är de fästa vid membranet från endast en sida, med ena änden av proteinet som sticker ut antingen inuti eller utanför cellen. Denna klass av proteiner inkluderar enzymer såsom monoaminoxidas och fettsyraamidhydrolas. Integrala monotopa proteiner kan inte känna av förhållanden både inuti och utanför cellen och är mindre benägna att vara involverade i intercellulär signalering.