חלבוני הממברנה
חלבונים מהווים כ 50% מנפח הממברנה. ניתן לסווג את חלבוני הממברנה על פי תפקידם:
חלבוני העברה – תעלות, נשאים, משאבות. חלבונים אלו מסייעים בהעברת חומרים אל תוך התא ומחוץ לתא, כגון: יונים, גלוקוז, חומצות שומן וועד. העברת החומרים עשויה להתבצע לפי מפל ריכוזים, ללא השקעת אנרגיה, אך גם כנגד מעבר ריכוזים בהשקעת אנרגיה.
קולטנים – חלבונים אלו מאפשרים תקשורת בין תאי הגוף. האותות הנקלטים עשויים על תהליכים בתא כגון: ייצור חלבונים, ייצור אנרגיה, התמיינות וחלוקת התא.
חלבוני היכרות – חלבוני היכרות משמשים כתעודת הזהות של התא, סימן לכך שהתא נמנה על רקמות הגוף המוגדרות כ"עצמי". סימון זה חיוני על מנת שתאי מערכת החיסון לא יזהו את התא כפולש וישמידו אותו. דוגמה לטעויות בזיהוי – מחלות אוטואימוניות כגון לופוס, בהן הגוף מזהה את תאי הגוף כמטרה להשמדה.
חלבוני היצמדות – חלבוני אלו יוצרים קישור בין תאים ובכך מאפשרים היווצרות רקמות.
אנזימים – זרזים של תהליכים ביולוגיים.
חלבוני מבנה – מחזקים ותומכים מכנית בקרום התא.
