Ein Kanalprotein ist ein Transmembranprotein (also ein Protein, das durch die gesamte Membran geht), das von einem in der Regel hydrophilen Kanal durchzogen ist. Dieser Kanal ist in der Regel mit hydrophilen (bzw. polaren) Aminosäuren ausgekleidet, so dass Ionen oder polare Moleküle durch den Kanal diffundieren können.
Ein einfaches Modell
Wenn man das obige Bild ausdruckt, ausschneidet und dann um einen geeigneten runden Gegenstand wickelt, so erhält man eine Helix (Spirale):
Man sieht hier sehr gut, dass sich die hydrophilen Aminosäuren auf der einen Seite der Helix konzentrieren. Betrachtet man die Helix von oben, sieht man das sogar noch besser:
Damit haben wir einen wichtigen Baustein für ein Kanalprotein gebastelt. Diese einzelne Helix ist allerdings noch zu klein für ein Kanalprotein, es müssen mehrere solcher Helices kombiniert werden, um ein funktionsfähiges Kanalprotein zu bilden:
Auf diesem Bild bilden sieben solcher Helices ein Membranprotein mit einem hydrophilen Kanal. Viele Porenproteine sind nach diesem Muster aufgebaut, es gibt aber auch andere Strukturen, hier ein Beispiel für ein wesentlich komplexer aufgebautes Porenprotein:
Dieses Porenprotein besteht aus fünf Untereinheiten, die hier mit griechischen Buchstaben gekennzeichnet wurden. Jede dieser Untereinheiten enthält wiederum vier Helices, drei hydrophobe und eine hydrophile.