Hemocianins

Palustris Terebralia Hemocianins. Hemocyjany to białka, które transportują tlen w mięczakach i stawonogach

Czym są hemocianiny?

Hemocianins Są to białka odpowiedzialne za transport tlenu na bezkręgowce, które obejmują wyłącznie stawonogi i mięczaki. Hemocyjany w hemolimfie odgrywają analogiczny papier do hemoglobiny krwi u ptaków i ssaków. Jednak jego wydajność jako transportera jest niższa.

Ponieważ hemociany są białkami, które używają miedzi zamiast żelaza do łapania tlenu, przyjmują niebieski kolor po utlenianiu. Można powiedzieć, że zwierzęta, które go używają.

Przeciwnie, podobnie jak inne ssaki, jesteśmy zwierzętami z czerwonej krwi. Aby wykonać tę funkcję, każda cząsteczka tej metaloproteiny wymaga dwóch atomów miedzianych dla każdego złożonego tlenu.

Kolejną różnicą między zwierzętami niebieskiej i czerwonej, jest sposób na transport tlenu. W tym pierwszym hemocyjaninie występuje bezpośrednio w hemolimfie zwierzęcej. Przeciwnie, hemoglobina jest objęta wyspecjalizowanymi komórkami zwanymi erytrocytami lub czerwonymi krwinkami.

Niektóre hemociany należą do najbardziej znanych i najlepiej badanych białek. Mają wielką różnorodność strukturalną i okazały się bardzo przydatne w szerokiej gamie zastosowań medycznych i terapeutycznych u ludzi.

Charakterystyka hemocianin

- Najlepiej scharakteryzowane hemocyjany to te, które zostały wyizolowane z mięczaków. Są to jedne z największych znanych białek, z masami molekularnymi, które wahają się od 3,3 do 13,5 MDA.

- Są to ogromne puste cylindry multimerycznych glikoprotein, które jednak można znaleźć w rozpuszczalny sposób w hemolimfie zwierząt.

Może ci służyć: protonephrides

- Jednym z powodów ich wysokiej rozpuszczalności jest to, że hemocyjany mają powierzchnię o bardzo wysokim obciążeniu ujemnym. Tworzą podjednostki dekakerów lub multideterów między 330 a 550 kDa, które obejmują około siedmiu funkcjonalnych jednostek parafialnych.

(Gen parafialny wynika z genetycznego zdarzenia duplikacji: białko parafialne powstaje z tłumaczenia paraliżu. W zależności od organizacji ich dziedzin funkcjonalnych podjednostki te wchodzą w interakcje ze sobą w celu tworzenia kutasa, nauczania i thirtenerów).

- Przeciwnie, hemocianina Artropods to heksamerica. W stanie rodzimym można go znaleźć jako mnożniki całego heksamerów (od 2 x 6 do 8 x 6). Każda podjednostka waży od 70 do 75 kDa.

- Są stabilne strukturalnie i funkcjonalnie w dość szerokim zakresie temperatur (od -20 ° C do ponad 90 ° C).

- W zależności od organizmu hemocyjany mogą być syntetyzowane w wyspecjalizowanych narządach zwierzęcia. W skorupiakach to hepatopancreas. W innych organizmach są one syntetyzowane w szczególności komórki, takie jak cyjanocyty Chelves lub rogocyty mięczaków.

Funkcje

Najbardziej znana funkcja hemocyjanów ma związek z ich udziałem w metabolizmie energii. Hemocyjanina umożliwia oddychanie aerobowe w znacznej większości bezkręgowców.

Najważniejszą reakcją bioenergetyczną u zwierząt jest oddychanie. Na poziomie komórkowym oddychanie umożliwia degradację cząsteczek cukru w ​​kontrolowany sposób, na przykład, aby uzyskać energię.

Aby przeprowadzić ten proces, wymagany jest ostateczny akceptor elektronów, którym jest tlen. Białka odpowiedzialne za ich wychwytywanie i transport są zróżnicowane.

Może ci służyć: chwyt sojowy

Wiele z nich używa kompleksu pierścieni organicznych, który kompleksuje żelazo do interakcji z tlenem. Na przykład hemoglobina używa porfiryny (grupa HEMO).

Inni używają w tym samym celu metale, takie jak miedź. W tym przypadku metal tworzy tymczasowe kompleksy z resztami aminokwasowymi w aktywnym miejscu przenośnika białka.

Chociaż wiele białek z reakcjami oksydacyjnymi katalizującymi miedź, hemocyjany reagują z odwracalnie tlenem. Utlenianie jest weryfikowane w etapie, w którym miedź przechodzi od stanu I (bezbarwne) do utlenionego stanu II (niebieski).

Transportuje tlen w hemolimfie, w którym reprezentuje 50 do 90% całkowitego białka.

Aby uwzględnić jego ważną rolę fizjologiczną, chociaż przy niskiej wydajności, hemocyjanina można znaleźć w stężeniach nawet 100 mg/ml.

Inne funkcje

Skumulowane dowody na przestrzeni lat wskazują, że hemocianiny pełnią inne funkcje, oprócz działania jako transporterów tlenu.

Hemocyjany uczestniczą zarówno w procesach homeostatycznych, jak i fizjologicznych. Obejmują one wyciszenie, transport hormonalny, osmoregulacja i przechowywanie białka.

Z drugiej strony udowodniono, że hemocyjany odgrywają fundamentalną rolę w wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. Peptydy hemocyjaniny i powiązane peptydy wykazują aktywność przeciwwirusową, a także aktywność fenoloksydazy.

Ta ostatnia aktywność, fenoloksydaza oddechowa jest związana z procesami obronnymi przeciwko patogenom.

Hemocyjany działają również jako białka prekursorowe peptydu o aktywności przeciwdrobnoustrojowej i przeciwgrzybiczej. Z drugiej strony udowodniono, że niektóre hemocyjany mają niespecyficzną wewnętrzną aktywność przeciwwirusową.

Może ci służyć: konkurencja wewnątrzgólna: cechy, typy i przykłady

Ta aktywność nie jest cytotoksyczna dla samego zwierzęcia. W walce z innymi patogenami hemocyjany można łączyć w obecności, na przykład bakterii i zatrzymywać infekcję.

Należy zauważyć, że hemocyjany uczestniczą w produkcji reaktywnych form tlenu (ROS).

ROS są podstawowymi cząsteczkami w funkcjonowaniu układu odpornościowego, a także w odpowiedzi na patogeny we wszystkich eukariotach.

Aplikacje

- Hemocyjany są silnymi immunostymulantami u ssaków. Z tego powodu były one stosowane jako hipoalergiczne transportery cząsteczek, które nie są w stanie wzbudzić odpowiedzi immunologicznej dla siebie (Hapteos).

- Zostały również stosowane jako wydajne hormony, leki, antybiotyki i transportery toksyn.

- Testowali jako potencjalne związki przeciwwirusowe i jako towarzysze w chemicznych terapiach raka.

- Ma dowód na to, że hemocyjany z niektórych skorupiaków mają aktywność przeciwnowotworową w niektórych systemach eksperymentalnych zwierząt. Zabiegi przeciwko nowotworom, które zostały poddane testom, obejmują pęcherz, jajnik, piersi itp.

- Z strukturalnego i funkcjonalnego punktu widzenia hemocyjany mają swoje własne cechy, które czynią je idealnymi do rozwoju nowych biologicznych nanomateriałów. Na przykład w generowaniu elektrochemicznych biosensorów z całkiem udanym.

Bibliografia

1. Abid Ali, s., Abbasi, a. Skorpion hemocyjanina: niebieska krew. DM VERLAG DR. Müller, Niemcy.
2. Coates, c. J., Nairn, j. Różnorodne funkcje odpornościowe hemocyjanów. Immunol rozwojowy i porównawczy.