ヘモシアニンは、中の酸素輸送に関与するタンパク質である無脊椎動物では、液相、もっぱら、節足動物や軟体動物が含まれます。血リンパ中のヘモシアニンは、鳥や哺乳類の血液中のヘモグロビンと同様の役割を果たします。ただし、コンベヤとしての効率は低くなります。
ヘモシアニンは、鉄の代わりに銅を使用して酸素をトラップするタンパク質であるため、酸化されると青くなります。それを使っている動物は青血の動物と言えます。
ヘモシアニン分子。
それどころか、私たちは他の哺乳類と同様に、赤い血を持つ動物です。この機能を実行するために、この金属タンパク質の各分子には、複合酸素ごとに2つの銅原子が必要です。
青血動物と赤血動物のもう1つの違いは、酸素の輸送方法です。前者では、ヘモシアニンは動物の血リンパに直接存在します。対照的に、ヘモグロビンは赤血球と呼ばれる特殊な細胞によって運ばれます。
一部のヘモシアニンは、最もよく知られており、最もよく研究されているタンパク質の1つです。それらは幅広い構造の多様性を持ち、人間の幅広い医療および治療用途で非常に有用であることが証明されています。
一般的な特性
最も特徴的なヘモシアニンは、軟体動物から分離されたものです。これらは、分子量が3.3から13.5 MDaの範囲で、最大の既知のタンパク質の1つです。
軟体動物のヘモシアニンは、多量体の糖タンパク質の巨大な中空の円柱ですが、動物の体液に溶けています。
それらの高い溶解度の理由の1つは、ヘモシアニンが非常に高い負電荷を持つ表面を持っていることです。それらは330〜550 kDaのデカマーまたはマルチデカマーサブユニットを形成し、約7つのパラロジック機能ユニットを含みます。
パラログ遺伝子は、遺伝子重複イベントから生じるものです。パラログタンパク質は、パラログ遺伝子の翻訳から生じます。それらの機能ドメインの構成に応じて、これらのサブユニットは互いに相互作用して、10型、2型、3型の3人組を形成します。
対照的に、節足動物のヘモシアニンは六量体です。ネイティブの状態では、ヘキサマーの倍数の整数（2 x 6から8 x 6）として見つけることができます。各サブユニットの重量は70〜75 kDaです。
ヘモシアニンのもう1つの優れた特性は、かなり広い温度範囲（-20℃から90℃以上）で構造的および機能的に安定していることです。
生物によっては、ヘモシアニンは動物の特定の器官で合成されます。甲殻類では肝膵臓です。他の生物では、それらは、ケラシレートのシアノサイトや軟体動物のログ細胞などの特定の細胞で合成されます。
特徴
ヘモシアニンの最もよく知られている機能は、エネルギー代謝への関与に関係しています。ヘモシアニンは、無脊椎動物の大多数で有酸素呼吸を可能にします。
動物における最も重要な生体エネルギー反応は呼吸です。細胞レベルでは、呼吸により、例えばエネルギーを得るために、糖分子の制御された連続的な分解が可能になります。
このプロセスを実行するには、最終的な電子受容体が必要です。これは、すべての目的と目的において、卓越した酸素です。その捕獲と輸送に関与するタンパク質はさまざまです。
それらの多くは、酸素と相互作用するために鉄と錯体を形成する有機環の錯体を使用しています。たとえば、ヘモグロビンはポルフィリン（ヘムグループ）を使用します。
他は同じ目的のために銅のような金属を使用します。この場合、金属は担体タンパク質の活性部位のアミノ酸残基と一時的な複合体を形成します。
多くの銅タンパク質は酸化反応を触媒しますが、ヘモシアニンは酸素と可逆的に反応します。酸化は、銅が状態I（無色）から酸化された状態II（青色）に移行するステップで行われます。
それは、体液中に酸素を運び、総タンパク質の50〜90％以上を占めます。その重要な生理学的役割を説明するために、効率は低いですが、ヘモシアニンは100 mg / mLもの高濃度で見られます。
その他の機能
長年にわたって蓄積された証拠は、ヘモシアニンが酸素輸送体として作用する以外に他の機能を果たすことを示しています。ヘモシアニンは、恒常性および生理学的プロセスの両方に関与しています。これらには、脱皮、ホルモン輸送、浸透圧調節、およびタンパク質貯蔵が含まれます。
一方、ヘモシアニンは自然免疫応答において基本的な役割を果たすことが証明されています。ヘモシアニンペプチドおよび関連ペプチドは、抗ウイルス活性およびフェノールオキシダーゼ活性を示します。この最後の活動である呼吸器フェノールオキシダーゼは、病原体に対する防御プロセスに関連しています。
ヘモシアニンは、抗菌活性および抗真菌活性を有するペプチド前駆体タンパク質としても機能します。一方、一部のヘモシアニンは非特異的な固有の抗ウイルス活性を有することが証明されています。
この活動は動物自体に細胞毒性ではありません。他の病原体との闘いにおいて、ヘモシアニンは、例えば細菌の存在下で凝集し、感染を止めることができます。
ヘモシアニンが活性酸素種（ROS）の生産に参加していることに注意することも重要です。ROSは、免疫系の機能だけでなく、すべての真核生物の病原体への応答における基本的な分子です。
用途
ヘモシアニンは哺乳類の強力な免疫刺激剤です。このため、それらはそれ自体では免疫応答を引き起こすことができない分子（ハプテン）の低アレルギー性トランスポーターとして使用されてきました。
一方、ホルモン、薬物、抗生物質、毒素の効率的なトランスポーターとしても使用されています。それらはまた、潜在的な抗ウイルス化合物として、および癌に対する化学療法の仲間として試験されてきた。
最後に、特定の甲殻類からのヘモシアニンがいくつかの実験動物系で抗腫瘍活性を有するという証拠があります。テスト済みのがん治療には、膀胱、卵巣、乳房などの治療が含まれます。
構造的および機能的な観点から見ると、ヘモシアニンには独自の特性があり、新しい生物学的ナノ材料の開発に理想的です。それらは、例えば、かなりの成功を収めた電気化学バイオセンサーの生成に使用されてきた。
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