Emocianini

Palustris Terebralia Emocianinine. Le emocianine sono proteine ​​che trasportano ossigeno in molluschi e artropodi

Cosa sono gli emocianini?

IL Emocianini Sono proteine ​​responsabili del trasporto di ossigeno negli invertebrati che includono esclusivamente artropodi e molluschi. Gli emocianine nell'emolinfono giocano una carta analoga a quella dell'emoglobina nel sangue negli uccelli e nei mammiferi. Tuttavia, la sua efficienza come trasportatore è inferiore.

Poiché le emocianine sono proteine ​​che usano il rame anziché il ferro per catturare l'ossigeno, adottano un colore blu quando ossidati. Si può dire che gli animali che lo usano sono animali di sangue blu.

Noi, come altri mammiferi, al contrario, siamo animali del sangue rosso. Per svolgere questa funzione, ogni molecola di questa metalloproteina richiede due atomi di rame per ogni ossigeno complesso.

Un'altra differenza tra animali del sangue blu e rosso è il modo per trasportare ossigeno. Nel primo, l'emocianina è direttamente presente nell'emolinfina animale. L'emoglobina, al contrario, è coperta da cellule specializzate chiamate eritrociti o globuli rossi.

Alcuni degli emocianini sono tra le proteine ​​più conosciute e meglio studiate. Hanno una grande diversità strutturale e hanno dimostrato di essere molto utili in una vasta gamma di applicazioni mediche e terapeutiche nell'uomo.

Caratteristiche degli emocianini

- Le emocianine meglio caratterizzate sono quelle che sono state isolate dai molluschi. Queste sono tra le più grandi proteine ​​conosciute, con masse molecolari che vanno tra 3,3 e 13,5 MDA.

- Sono enormi cilindri cavi di glicoproteine ​​multimeriche, che, tuttavia, possono essere trovate in modo solubile nell'emolinfina animale.

Può servirti: protonephrides

- Uno dei motivi per la loro elevata solubilità è che gli emocianine hanno una superficie con un carico negativo molto elevato. Formano subunità di decaker o multideteri tra 330 e 550 kDa, che comprendono circa sette unità parrocchiali funzionali.

(Un gene parrocchiale è quello che deriva da un evento di duplicazione genetica: una proteina parrocchiale deriva dalla traduzione di un paralizzante. A seconda dell'organizzazione dei loro domini funzionali, queste subunità interagiscono tra loro per formare Dickers, Teaching e Thirtener).

- L'emocianina degli artropodi, al contrario, è esamerica. Nel suo stato nativo può essere trovato come un intero multipli di esameri (da 2 x 6 a 8 x 6). Ogni subunità pesa tra 70 e 75 kDa.

- Sono strutturalmente e funzionalmente stabili in un intervallo di temperature abbastanza larghe (da -20 ° C a più di 90 ° C).

- A seconda del corpo, gli emocianine possono essere sintetizzati in organi specializzati dell'animale. Nei crostacei sono epatopancreas. In altri organismi, sono sintetizzati in cellule particolari, come i cianociti dei Chelves o i rogociti dei molluschi.

Funzioni

La funzione più nota degli emocianine ha a che fare con la loro partecipazione al metabolismo energetico. L'emocianina rende possibile la respirazione aerobica in una significativa maggioranza degli invertebrati.

La reazione bioenergetica più importante negli animali è la respirazione. A livello cellulare, la respirazione consente di degradare le molecole di zucchero in modo controllato, ad esempio, per ottenere energia.

Per eseguire questo processo, è richiesto un accettore di elettroni finale, che è ossigeno. Le proteine ​​responsabili della loro cattura e trasporto sono varie.

Può servirti: impugnatura di soia

Molti di loro usano un complesso di anelli organici che completa il ferro per interagire con l'ossigeno. L'emoglobina, ad esempio, utilizza un porfirina (gruppo Hemo).

Altri usano, per lo stesso scopo, metalli come il rame. In questo caso, il metallo forma complessi temporanei con residui di aminoacidi del sito attivo della proteina del trasportatore.

Sebbene molte proteine ​​con rame catalizzano reazioni ossidative, le emocianine reagiscono con l'ossigeno in modo reversibile. L'ossidazione viene verificata in un passaggio in cui il rame passa dallo stato I (incolore) allo stato II ossidato (blu).

Trasporta ossigeno nell'emolinfina, in cui rappresenta il 50-90% della proteina totale.

Per spiegare il suo importante ruolo fisiologico, sebbene con bassa efficienza, l'emocianina può essere trovata in concentrazioni fino a 100 mg/mL.

Altre funzioni

Le prove accumulate nel corso degli anni indicano che gli emocianini svolgono altre funzioni, oltre a agire come trasportatori di ossigeno.

Gli emocianine partecipano a processi sia omeostatici che fisiologici. Questi includono muto, trasporto ormonale, osmoregolazione e conservazione delle proteine.

È stato dimostrato, d'altra parte, che gli emocianine svolgono un ruolo fondamentale nell'innata risposta immunitaria. I peptidi di emocianina e i peptidi correlati mostrano attività antivirale, nonché attività di fenoloxidasi.

Quest'ultima attività, la fenoloxidasi respiratoria è correlata ai processi di difesa contro i patogeni.

Gli emocianine funzionano anche come proteine ​​precursori peptidiche con attività antimicrobica e antifungina. È stato dimostrato, d'altra parte, che alcune emocianine hanno attività antivirale intrinseca non specifica.

Può servirti: competizione intra -specifica: caratteristiche, tipi ed esempi

Questa attività non è citotossica per l'animale stesso. Nella lotta contro altri agenti patogeni, gli emocianine possono essere riuniti in presenza, ad esempio, di batteri e di fermare l'infezione.

È importante notare che gli emocianine partecipano alla produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS).

I ROS sono molecole fondamentali nel funzionamento del sistema immunitario, così come nelle risposte dei patogeni in tutti gli eucarioti.

Applicazioni

- Gli emocianine sono forti immunostimolanti nei mammiferi. Per questo motivo, sono stati usati come trasportatori ipoallergenici di molecole che non sono in grado di suscitare una risposta immunitaria per se stessi (Hapteos).

- Sono stati anche usati come ormoni efficienti, farmaci, antibiotici e trasportatori di tossine.

- Hanno testato come potenziali composti antivirali e come compagni di terapie per il cancro chimico.

- Ha prove che gli emocianine di alcuni crostacei hanno attività antitumorale in alcuni sistemi sperimentali animali. I trattamenti contro i tumori che sono stati sottoposti a test includono vescica, ovaio, seno, ecc.

- Dal punto di vista strutturale e funzionale, gli emocianine hanno le loro caratteristiche che le rendono ideali per lo sviluppo di nuovi nanomateriali biologici. Ad esempio, nella generazione di biosensori elettrochimici con abbastanza successo.

Riferimenti

1. Abid Ali, s., Abbasi, a. Emocianina Scorpione: il sangue blu. DM Verlag DR. Müller, Germania.
2. Coates, c. J., Nairn, J. Diverse funzioni immunitarie degli emocianine. Immunollo e sviluppo.