Integralni membranski protein, znan tudi kot IMP, je tisti, ki pokriva celotno biološko membrano celice. Ti proteini so trajno vezani na celično membrano in njihova funkcija je običajno odvisna od prisotnosti v membrani. Tako strukturno kot funkcionalno so sestavni deli celičnih membran.
Vsaka integralna membranska beljakovinska molekula ima zapleten odnos z membrano, znotraj katere se nahaja. Strukturno je IMP običajno nameščen tako, da so beljakovinske niti prepletene po celotni strukturi celične membrane. Odseki beljakovin štrlijo skozi celično steno znotraj ali zunaj celice ali v obe smeri. Proteinska molekula ne more delovati, če ni vgrajena v membrano.
Druga značilnost beljakovin je, da se te beljakovine lahko odstranijo iz membrane le z zelo specifično kemično obdelavo. To je zato, ker so hidrofobne regije proteina zaščitene znotraj fosfolipidnega dvosloja celične membrane. Zaradi tega je treba uporabiti detergente, denaturirajoča topila in nepolarna topila, da razbijemo fosfolipidni dvosloj in ekstrahiramo integralni membranski protein.
Znotraj razreda integralnih membranskih beljakovin je več različnih kategorij beljakovin, od katerih so mnoge receptorje in druge vrste celičnih signalnih molekul. Glede na njihovo strukturo so razdeljeni v dve skupini. To so integralni transmembranski proteini in integralni monotopni proteini.
Integralni transmembranski proteini so tisti, ki pokrivajo celotno celično membrano. Ti proteini lahko enkrat ali večkrat prepletejo membrano, pri čemer se prepletajo skozi fosfolipidni dvosloj, tako da več kosov proteina štrli skozi celično steno. Na splošno je to najpogostejša vrsta IMP.
Primeri integralnih transmembranskih proteinov vključujejo napetostno odvisne ionske kanale, kot so tisti, ki prenašajo kalijeve ione v celice in iz njih. Nekatere vrste T-celičnih receptorjev, inzulinski receptorji in številni drugi receptorji in nevrotransmiterji so sestavni transmembranski proteini. Na splošno receptorji, prenašalci in prenašalci običajno spadajo v ta razred IMP, ker so beljakovine, ki segajo skozi celotno membrano, običajno sposobne zaznati razmere tako znotraj kot zunaj celice hkrati.
Integralni monotopski proteini ne pokrivajo celotne biološke membrane. Namesto tega so pritrjeni na membrano samo z ene strani, pri čemer en konec proteina štrli znotraj ali zunaj celice. Ta razred beljakovin vključuje encime, kot sta monoamin oksidaza in amid hidrolaza maščobnih kislin. Integralni monotopični proteini ne morejo zaznati pogojev tako znotraj kot zunaj celice in je manj verjetno, da bodo vključeni v medcelično signalizacijo.