Así como los lípidos proveen la estructura básica de la bicapa con los fosfolípidos, las proteínas son las que llevan a cabo la mayor parte de las funciones específicas.
Son responsables de las funciones dinámicas de la membrana, por lo que cada membrana tiene una dotación muy específica de proteínas; las membranas intracelulares tienen una elevada proporción de proteínas debido al elevado número de actividades enzimáticas que albergan.
Desempeñan las funciones específicas (transporte, comunicación, etc.). Las proteínas que atraviesan la membrana tienen con frecuencia hélices a.
Al igual que en el caso de los lípidos, las proteínas pueden girar alrededor de su eje y muchas de ellas pueden desplazarse lateralmente (difusión lateral) por la membrana.
Las proteínas de la membrana pueden considerarse, de acuerdo a como se encuentran en la membrana, comprendidas en una de estas categorías:
Proteínas periféricas:
Estas proteínas no penetran en el interior hidrofóbico de la bicapa, sino quepermanecen unidas por interacciones no covalentes a una u otra cara de la membrana, no tienen segmentos incluidos en la bicapa e interaccionan con las cabezas polares o bien con las proteínas integrales.Proteínas Integrales:
Estas proteínas tienen uno o mas segmentos que atraviesan la bicapa lipídica, en general, éstas son moléculas anfipáticas; su parte hidrofílica interactúa con las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos, y sus extremos hidrofílicos quedan expuestos al citoplasma acuoso y al exterior de la célula. Son difíciles de extraer (solo con detergentes).
