Wat zijn hemocyanen?

Hemocyanen zijn ademhalingseiwitten die worden gebruikt om zuurstof in weekdieren en schaaldieren te transporteren, evenals in sommige insecten. Ze zijn analoog in functie aan de hemoglobine gevonden in het bloed van gewervelde dieren. Zowel hemoglobine als hemocyaninen zijn metalloproteïnen, of eiwitten die een metaalion ion bevatten, maar hemocyanen omvatten koper in plaats van ijzer en zijn niet gebonden aan bloedcellen. In plaats daarvan drijven ze vrij in de hemolymfe, de bloedsomloopvloeistof van schaaldieren en molluks. Deze eiwitten zijn bestudeerd voor hun therapeutische voordelen, waaronder gebruik als potentiële behandeling voor kanker.

Veel organismen gebruiken hemocyanen voor zuurstoftransport. Met name weekdieren, een groep ongewervelde dieren die kokkels, limpets, slakken, inktvissen en aanverwante soorten omvatten, vertrouwen erop. Horseshoe -krabben, kreeften, krabben en andere geleedpotigen gebruiken ook deze eiwitten, net als bepaalde insecten.

Voor schaaldieren en weekdieren die in koude, laag zuurstofruimte voor water wonenOnes, hemocyanen zijn efficiënter dan hemoglobine als een methode voor zuurstoftransport. Als een vrij zwevend eiwit kan hemocyanine in grotere dichtheid in de hemolymfe bestaan ​​dan hemoglobine, die in cellen moet worden opgenomen. De verhoogde dichtheid van ademhalingseiwitten maakt het organisme in staat om meer zuurstof te 'oppakken', een vermogen die nuttig is in omgevingen met een laag zuurstof.

Het nadeel van het hebben van een hoge concentratie hemocyanine in de hemolymfe is dat het de viscositeit van de ademhalingsvloeistof verhoogt, waardoor het voor het organisme moeilijker wordt om de vloeistof rond zijn lichaam te circuleren. Om deze reden is hemocyanine het meest voordelig voor organismen die minder energie uitgeven aan beweging, zoals langzaam bewegende hoefijzerkrabben en weekdieren. In terrestrische omgevingen met verschillende omgevingscondities is hemoglobine het efficiëntere zuurstoftransporteiwit. De weinige insecten die H doenAve -hemocyanen behouden ze meer als een voorouderlijke eigenschap - een evolutionaire holdover uit vroegere tijden - dan als een functioneel voordeel.

Het hemocyanine -metalloproteïne bestaat chemisch uit twee koperatomen gebonden aan een diatomee zuurstofmolecuul - een molecuul dat twee zuurstofatomen bevat. Wanneer het koper aan de zuurstof bindt om het over de hemolymfe te dragen, wordt het geoxygeneerd en verandert van kleur, blauw worden. Deze kleurverandering is verantwoordelijk voor de blauwachtig purple-kleuring die kan worden waargenomen in sommige krabben en kreeften.

Onderzoek heeft aangetoond dat de hemocyaninen van bepaalde weekdieren medicinale toepassingen kunnen hebben. De hemolymf van concholepas concholepas , ook bekend als de Chileense abalone, bevat ademhalingseiwitten waarvan is aangetoond dat ze blaastumoren bij muizen verminderen. Het sleutelgatlimpet, megathura crenulata , biedt de sleutelgat limpethemocyanine (Klh), dat wordt gezuiverd voor gebruik in biotechnologie. In het bijzonder wordt Klh als auto gebruiktRier -eiwit voor antilichamen. Het kan ook nuttig zijn als onderdeel van kankervaccins.