外在膜蛋白分布在膜的内外表面，约占膜蛋白的20%～30%，主要在内表面，为水溶性蛋白，它通过离子键、氢键与膜脂分子的极性头部相结合，或通过与内在蛋白的相互作用，间接与膜结合。
膜蛋白（左：外周膜蛋白与内在膜蛋白；右：脂锚定蛋白）内在蛋白约占膜蛋白的70%～80%，是双亲媒性分子，可不同程度的嵌入脂双层分子中。有的贯穿整个脂双层，两端暴露于膜的内外表面，这种类型的膜蛋白又称跨膜蛋白。内在膜蛋白露出膜外的部分含较多的极性氨基酸，属亲水性，与磷脂分子的亲水头部邻近；嵌入脂双层内部的膜蛋白由一些非极性的氨基酸组成，与脂质分子的疏水尾部相互结合，因此与膜结合非常紧密。 据估计人类基因中，1/4~1/3基因编码的蛋白质为内在膜蛋白。
脂锚定膜蛋白是通过与之共价相连的脂分子插入膜的脂双分子中，从而锚定在细胞质膜上。
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