10여개의 주요 단백질들과 200여개의 마이너 단백질들이 적혈구 안에서 비대칭적으로 구성하고 있다. 적혈구 막을 청정제인 청정제인 SDS로 용해시킨 후 PAA gel로 전기영동하면 막 단백질이 분리되어 진다. 분리된 적혈구 막 단백질을 coomassie blue로 염색하면 1~8개의 밴드로 또 PAS 염색하면 1~4개의 밴드로 나위어 염색되어 그것이 명명의 기본이 되었다. 이 단백질들의 분자량인 16000~240000 dalton이다. 가장 중요한 단백질 성분의 두 가지는 인테그랄 막 단백질인 glycophorin 및 peripheral막 단백질인 spectrin이다.
인테그랄 막 단백질
주된 인테그랄 막 단백질의 glycophorin은 본래 적혈구의 glycopretein이며 전체 막 단백질의 약 10%를 차지한다. 이는 60%가 탄수화물이며 대부분은 막 sialic acid로서 이것 때문에 적혈구는 음 전하로 나타난다. 다른 인테그랄 막 단백질과 비슷하게 지질 이중층의 전체 두께에 걸쳐 존재하며 적혈구 막의 외적 표면에 나타나서 많은 적혈구 항원의 역할을 수행한다.
glycophorin의 주된 3가지 형태는 3가지가 있다. 이는 적혈구 막 표면에 노출되어 있으며 PAA gel로 전기영동 후 염색하면 3에 위치한다. 이 같은 단백질의 대부분은 이전에도 말했던 것처럼 적혈구 항원을 운반하고 recepters로서 작용하거나 단백질을 운반한다. 밴드3과 glycophorin은 지질 이중층에서 적혈구 막 세포골격을 고정하는데 주된 역할을 한다고 추측된다. 그 결과 지질 이중층 안에서 인테그랄 단백질은 옆으로의 세포 골격 이동이 비교적 제한된다.
적혈구 막 탄수화물
Oligosaccharide들이 단백 성분이나 지방성분과 공유 결합하여 당단백질이나 당지방질의 형태로 혈장 쪽으로 면한 부분에 존재한다. 세포막 무게의 2~10%를 차지하며, 원형질막 바깥쪽의 표면은 당지방질의 머리 부분기에 결합되어 있는 oligo 당기류와 당단백 막의 올리고당류 곁사슬을 풍부하게 지니고 있으나 세포질 막 안쪽 표면은 이러한 올리고당 기류를 거의 가지고 있지 않다. 이상과 같이 적혈구 막의 상호 분자 작용과 구조적 순서 및 정상적인 화학적 구성은 적혈구가 정상적인 수명을 유지하여 120일 동안 순환하는데 중요하다.
변형능
ATP가 감소하게되면 spectrin의 부인 산화 반응이 감소하는 결과를 초래하여 막의 변형능을 감소시킨다. 적혈구 막에 calcium의 침착이 증가하거나 막의 경직성을높이고 휘는 성질은 감소한다. 이 같은 세포들은 적혈구 막의 조각이나 변형능이 감소된 적혈구나 손상된 적혈구, 노쇠한 적혈구 등을 혈관 밖에서 제거하거 격리시키는 기능을 가진 비장에서 작은 sinusoidal orifice를 통과할 때 원활하게 통과하지 못한다. 적혈구 막의 손상은 표면적과 용적 비율이 감소하느 구형 적혈구의 형성과 막의 일부가 소실되어 적혈구 막이 들어가 있는 bite cells로 설명할 수 있다.