Kas ir hemocianīni?

Daudzi organismi izmanto hemocianīnus skābekļa transportēšanai. Īpaši uz tiem paļaujas mīkstmieši, bezmugurkaulnieku grupa, kurā ietilpst gliemenes, klinšu dzimtas gliemeži, gliemeži, kalmāri un radniecīgas sugas. Pakavveida krabji, omāri, krabji un citi posmkāji arī izmanto šīs olbaltumvielas, tāpat kā daži kukaiņi.

Vēžveidīgajiem un mīkstmiešiem, kas dzīvo aukstā ūdens vidē ar zemu skābekļa saturu, hemocianīni ir efektīvāki nekā hemoglobīns kā skābekļa transportēšanas metode. Kā brīvi peldošs proteīns hemocianīns hemolimfā var pastāvēt lielākā blīvumā nekā hemoglobīns, kam jābūt šūnās. Palielināts elpceļu proteīnu blīvums ļauj organismam “uzņemt” vairāk skābekļa, kas ir noderīga vidē ar zemu skābekļa saturu.

Augstas hemocianīna koncentrācijas trūkums hemolimfā ir tas, ka tas palielina elpceļu šķidruma viskozitāti, apgrūtinot organismam šķidruma cirkulāciju ap ķermeni. Šī iemesla dēļ hemocianīns ir visizdevīgākais organismiem, kuri kustībā patērē mazāk enerģijas, piemēram, lēni kustīgiem pakaviem un mīkstmiešiem. Sauszemes apstākļos ar dažādiem vides apstākļiem hemoglobīns ir efektīvāks skābekļa transportēšanas proteīns. Tie daži kukaiņi, kuriem ir hemocianīni, tos vairāk saglabā kā senču iezīmi — evolūcijas saglabāšanos no agrākiem laikiem —, nevis kā funkcionālu priekšrocību.

Hemocianīna metaloproteīns ķīmiski sastāv no diviem vara atomiem, kas saistīti ar divatomisku skābekļa molekulu – molekulu, kas satur divus skābekļa atomus. Kad varš saistās ar skābekli, lai to pārnestu visā hemolimfā, tas kļūst piesātināts ar skābekli un maina krāsu, kļūstot zilam. Šīs krāsas izmaiņas izraisa zilgani purpursarkano krāsojumu, ko var novērot dažiem krabjiem un omāriem.

Pētījumi liecina, ka dažu mīkstmiešu hemocianīniem var būt medicīnisks pielietojums. Concholepas concholepas hemolimfa, kas pazīstama arī kā Čīles pērļgliemene, satur elpceļu olbaltumvielas, kas, kā pierādīts, samazina urīnpūšļa audzējus pelēm. Atslēgas cauruma klints Megathura crenulata nodrošina atslēgas cauruma klints hemocianīnu (KLH), kas ir attīrīts izmantošanai biotehnoloģijā. Konkrēti, KLH tiek izmantots kā nesējproteīns antivielām. Tas var būt noderīgs arī kā vēža vakcīnu sastāvdaļa.