Карактеристике и функције хемоцијанина



Тхе хемоцијанини су протеини одговорни за транспорт кисеоника у течној фази у бескраљежњацима који укључују искључиво артроподе и мекушце. Хемоцијанини у хемолимфи играју улогу аналогну хемоглобину у крви код птица и сисара. Међутим, његова ефикасност као транспортера је нижа.

Пошто су хемоцијанини протеини који користе бакар да би заменили кисеоник уместо гвожђа, када се оксидују, они добијају плаву боју. Може се рећи да животиње које га користе су плаве крви животиње.

Ми, као и други сисари, напротив, смо црвенокрвне животиње. Да би се извршила ова функција, сваки молекул овог металопротеина захтева два атома бакра за сваки комплекс кисеоника.

Друга разлика између плаве крви и црвених крвних зрнаца је како превести кисеоник. У првом случају, хемоцијанин је директно присутан у хемолимфи животиње. Хемоглобин, с друге стране, носе специјализоване ћелије које се називају еритроцити.

Неки од хемоцијанина спадају међу најбоље познате и најбоље проучене протеине. Они представљају широку структурну разноликост и показали су се веома корисним у широком спектру медицинских и терапеутских примена код људи.

Индек

  • 1 Опште карактеристике
  • 2 Функције
    • 2.1 Остале функције
  • 3 Усес
  • 4 Референце

Опште карактеристике

Најпознатији хемоцијанини су они који су изоловани из мекушаца. Оне су међу највећим познатим протеинима, са молекулским масама у распону од 3.3 до 13.5 МДа.

Хромоцијанини мекушаца су огромни шупљи цилиндри мултимерних гликопротеина који се, међутим, могу наћи растворљиви у хемолимфи животиње.

Један од разлога за његову високу растворљивост је што хемоцијанини имају површину са веома високим негативним набојем. Они формирају подјединице декамера или мултидеаседрос између 330 и 550 кДа, које чине седам паралогичних функционалних јединица.

Паралогни ген је онај који настаје из догађаја генетске дупликације: паралогични протеин настаје из транслације паралогног гена. У зависности од организације њихових функционалних домена, ове подјединице међусобно сарађују да би формирале децамерс, дидецамерос и тридецамерос.

С друге стране, хемоцијанин артропода је хексамерни. У свом природном стању може се наћи као интеграл вишеструких хексамера (од 2 к 6 до 8 к 6). Свака подјединица тежи између 70 и 75 кДа.

Још једна изванредна карактеристика хемоцијанина је да су структурно и функционално стабилни у прилично широком температурном опсегу (од -20 ° Ц до преко 90 ° Ц).

У зависности од организма, хемоцијанини се могу синтетизовати у специјализованим органима животиње. Код ракова то је хепатопанцреас. У другим организмима, они се синтетизују у одређеним ћелијама као што су цијаноцити хелицирата или рогоцити мекушаца.

Функције

Најпознатија функција хемоцијанина односи се на њихово учешће у енергетском метаболизму. Хемоцианин омогућава аеробну респирацију код значајне већине бескичмењака.

Најважнија биоенергетска реакција код животиња је дисање. На станичном нивоу, дисање омогућава деградирање молекула шећера на контролисан и узастопни начин, на пример, за добијање енергије.

Да би се спровео овај процес, потребан је коначни акцептор електрона, који је за све сврхе, антономазијом, кисеоником. Протеини одговорни за његово хватање и транспорт су различити.

Многи од њих користе комплекс органских прстенова који комплексирају гвожђе да би могли да комуницирају са кисеоником. Хемоглобин, на пример, користи порфирин (хеме група).

Други користе метале као што је бакар за исту сврху. У овом случају, метал формира привремене комплексе са аминокиселинским остацима из активног места протеина носача.

Иако многи бакрени протеини катализирају оксидативне реакције, хемоцијанини реагују реверзибилно са кисеоником. Оксидација се потврђује у кораку у коме бакар прелази из стања И (безбојно) у стање ИИ оксидирано (плаво).

Преноси кисеоник у хемолимфу, у којој представља 50 до више од 90% укупног протеина. Да би се узела у обзир његова важна физиолошка улога, иако са ниском ефикасношћу, хемоцијанин се може наћи у концентрацијама већим од 100 мг / мЛ.

Остале функције

Докази нагомилани током година указују да хемоцијанини испуњавају друге функције осим што делују као транспортери кисеоника. Хемоцијанини учествују у хомеостатским и физиолошким процесима. То укључује молтинг, транспорт хормона, осморегулацију и складиштење протеина.

Доказано је, с друге стране, да хемоцијанини играју основну улогу у урођеном имуном одговору. Хемоцијанински пептиди и сродни пептиди показују антивирусну активност, као и активност фенолоксидазе. Ова последња активност, респираторни фенолоксидаза, повезана је са одбрамбеним процесима против патогена.

Хемоцијанини такође функционишу као протеински прекурсорски протеини са антимикробном и антифунгалном активношћу. Нађено је, с друге стране, да неки хемоцијанини имају неспецифичну унутрашњу антивирусну активност.

Ова активност није цитотоксична за саму животињу. У борби против других патогена, хемоцијанини се могу аглутинирати у присуству, на пример, бактерија и зауставити инфекцију.

Такође је важно напоменути да су хемоцијанини укључени у производњу реактивних врста кисеоника (РОС). РОС су основни молекули у функционисању имуног система, као иу одговорима на патогене код свих еукариота.

Усес

Хемоцијанини су јаки имуностимуланси код сисара. Из тог разлога, они су коришћени као хипоалергени транспортери молекула који нису способни да сами себе пробуде имунолошки одговор (хаптени).

С друге стране, користе се и као ефикасни транспортери хормона, лекова, антибиотика и токсина. Они су такође тестирани као потенцијална антивирусна једињења и као пратиоци у хемијским терапијама против рака.

Коначно, постоје докази да хемоцијанини одређених ракова показују антитуморску активност у неким експерименталним животињским системима. Третмани рака који су тестирани укључују мокраћну бешику, јајника, дојку итд..

Са структурне и функционалне тачке гледишта, хемоцијанини имају своје карактеристике које их чине идеалним за развој нових биолошких наноматеријала. Коришћени су, на пример, у генерисању електрокемијских биосензора са значајним успехом.

Референце

  1. Абид Али, С., Аббаси, А. (011) Сцорпион хемоцианин: Плава крв. ДМ Верлаг Др. Муллер, Германи.
  2. Цоатес, Ц.Ј., Наирн, Ј. (2014) Различите имунолошке функције хемоцијанина. Развојна и компаративна имунологија, 45: 43-55.
  3. Като, С., Матсуи, Т., Гатсогианнис, Ц., Танака, И. (2018) Моллусцан хемоцианин: структура, еволуција и физиологија. Биопхисицал Ревиевс, 10: 191-202.
  4. Метзлер, Д. (2012) Биохемија: Хемијске реакције живих ћелија. Елсевиер, НИ, УСА.
  5. Ианг, П., Иоу, Ј., Ли, Ф., Феи, Ј., Фенг, Б., Хе, Кс. Зхоу, Ј. хибридни нано композитни филм. Аналитичке методе, 5: 3168-3171.
  6. Зањани, Н.Т., Саксена, М.М., Дехгхани, Ф., Цуннингхам, А.Л. Цуррент Медицинал Цхемистри, 25: 2292-2303.