細胞膜不是一層惰性的脂質牆，膜上鑲嵌著大量蛋白質，負責運輸、訊號接收、細胞辨識與酵素催化。依照與脂雙層的物理關係，膜蛋白分成三大類，這個分類直接決定「該用什麼方法把它從膜上取下來」，是純化與分析的第一個判斷點。

整合膜蛋白穿過疏水核心；膜周邊蛋白只貼在膜表面；脂質錨定蛋白靠共價脂質尾巴固定。右側 beta-barrel 是少數非 α-helix 的穿膜形式，常見於細菌外膜與粒線體外膜。Source: 考古豹自製教材圖（AI 輔助重繪，2026-06-27）。

讀圖時先問「蛋白質有沒有進入疏水核心」。有進去、跨膜或嵌膜，就是整合膜蛋白；只貼在膜表面，通常是膜周邊蛋白；本體不入膜、只靠脂質尾巴固定，才是脂質錨定蛋白。

三大類膜蛋白

臨床與實作重點：判斷一個膜蛋白好不好取，先看它屬於哪一類。膜周邊蛋白用溫和的鹽濃度或 pH 變化就能洗下來；整合膜蛋白一定要界面活性劑。這也是為什麼 membrane proteomics 普遍比 cytosolic proteomics 難做。

整合膜蛋白的穿膜拓樸

整合膜蛋白依「穿過脂雙層幾次」再細分：

• 單次穿膜（single-pass / bitopic）：只穿一次，膜外與膜內各留一段結構域。依 N 端朝向與是否含 signal peptide 再分 type I（N 端在膜外、有可切除的 signal peptide，如生長激素受體）、type II（N 端在細胞質側）等。
• 多次穿膜（multi-pass / polytopic）：來回穿膜多次。最典型的是 G 蛋白偶聯受體（G protein-coupled receptor, GPCR），含 7 個穿膜 α-helix（7TM），是人體最大的受體家族、也是最多藥物的作用標的；離子通道、轉運子也屬此類。

穿膜段的二級結構幾乎都是 α-helix（用主鏈氫鍵把極性的醯胺基團包進螺旋內部，讓表面呈疏水以相容脂質環境）；少數如粒線體外膜與細菌外膜的孔道蛋白用 β-barrel 穿膜。

脂質錨定的方向性

脂質錨定的型式決定蛋白被固定在膜的哪一側：

• GPI-anchor（glycosylphosphatidylinositol）：接在蛋白 C 端，固定於細胞膜外葉、面向細胞外，常見於細胞表面辨識分子。其性質介於整合膜蛋白與膜周邊蛋白之間，無法只靠改變離子強度洗脫。
• 脂醯化（如 myristoylation、palmitoylation、prenylation）：把蛋白固定在膜的內葉、面向細胞質，常見於訊號傳遞分子（如 Ras）。