Đặc điểm và chức năng của Hemocyanin



các hemocyanin là các protein chịu trách nhiệm vận chuyển oxy trong pha lỏng ở động vật không xương sống bao gồm, độc quyền, động vật chân đốt và động vật thân mềm. Hemocyanin trong tan máu có vai trò tương tự như huyết sắc tố ở chim và động vật có vú. Tuy nhiên, hiệu quả của nó như là một vận chuyển thấp hơn.

Vì hemocyanin là protein sử dụng đồng để bẫy oxy thay vì sắt, chúng có màu xanh lam khi bị oxy hóa. Có thể nói, những động vật sử dụng nó là động vật máu xanh.

Chúng tôi, giống như các động vật có vú khác, trái lại, là những động vật máu đỏ. Để thực hiện chức năng này, mỗi phân tử của metallicoprotein này cần hai nguyên tử đồng cho mỗi oxy được tạo phức.

Một điểm khác biệt giữa động vật máu xanh và máu đỏ là cách vận chuyển oxy. Trước đây, hemocyanin có mặt trực tiếp trong tan máu của động vật. Hemoglobin, mặt khác, được mang bởi các tế bào chuyên biệt gọi là hồng cầu.

Một số hemocyanin là một trong những protein được biết đến nhiều nhất và được nghiên cứu tốt nhất. Chúng thể hiện sự đa dạng về cấu trúc và được chứng minh là rất hữu ích trong một loạt các ứng dụng y tế và trị liệu ở người.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm chung
  • 2 chức năng
    • 2.1 Các chức năng khác
  • 3 công dụng
  • 4 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Các hemocyanin đặc trưng nhất là những loài đã được phân lập từ động vật thân mềm. Đây là một trong những protein lớn nhất được biết đến, với khối lượng phân tử nằm trong khoảng từ 3,3 đến 13,5 MDa.

Các hemocyanin nhuyễn thể là những hình trụ khổng lồ chứa nhiều glycoprotein, tuy nhiên, có thể tìm thấy hòa tan trong tan máu của động vật.

Một trong những lý do cho độ hòa tan cao là hemocyanin có bề mặt có điện tích âm rất cao. Chúng tạo thành các tiểu đơn vị của decamers hoặc multidecameros trong khoảng từ 330 đến 550 kDa, bao gồm bảy đơn vị chức năng parological.

Một gen di truyền là một gen phát sinh từ một sự kiện sao chép di truyền: một protein parological phát sinh từ sự dịch mã của một gen di truyền. Tùy thuộc vào tổ chức của các miền chức năng của chúng, các tiểu đơn vị này tương tác với nhau để tạo thành các bộ giải mã, didecameros và tridecameros.

Mặt khác, hemocyanin của động vật chân đốt là hexameric. Ở trạng thái tự nhiên, nó có thể được tìm thấy dưới dạng tích phân của bội số hexamers (từ 2 x 6 đến 8 x 6). Mỗi tiểu đơn vị nặng từ 70 đến 75 kDa.

Một đặc điểm nổi bật khác của hemocyanin là chúng ổn định về cấu trúc và chức năng trong phạm vi nhiệt độ khá rộng (từ -20 CC đến hơn 90 CC).

Tùy thuộc vào sinh vật, hemocyanin có thể được tổng hợp trong các cơ quan chuyên môn của động vật. Trong động vật giáp xác đó là gan tụy. Trong các sinh vật khác, chúng được tổng hợp trong các tế bào đặc biệt như tế bào lục lam của chelicerates hoặc tế bào rogocytes của động vật thân mềm.

Chức năng

Chức năng nổi tiếng nhất của hemocyanin có liên quan đến sự tham gia của chúng trong chuyển hóa năng lượng. Hemocyanin làm cho hô hấp hiếu khí có thể có ở phần lớn động vật không xương sống.

Phản ứng năng lượng sinh học quan trọng nhất ở động vật là thở. Ở cấp độ tế bào, hô hấp cho phép phân hủy các phân tử đường một cách có kiểm soát và liên tiếp, ví dụ, để có được năng lượng.

Để thực hiện quá trình này, cần phải có một người chấp nhận điện tử cuối cùng, với tất cả các mục đích là, bằng phương pháp tự trị, oxy. Các protein chịu trách nhiệm thu thập và vận chuyển rất đa dạng.

Nhiều người trong số họ sử dụng phức hợp các vòng hữu cơ tạo phức sắt để có thể tương tác với oxy. Ví dụ, huyết sắc tố sử dụng porphyrin (nhóm heme).

Những người khác sử dụng kim loại như đồng cho cùng một mục đích. Trong trường hợp này, kim loại tạo thành các phức tạm thời với dư lượng axit amin từ vị trí hoạt động của protein vận chuyển.

Mặc dù nhiều protein đồng xúc tác cho các phản ứng oxy hóa, hemocyanin phản ứng với oxy đảo ngược. Sự oxy hóa được xác minh trong một bước trong đó đồng chuyển từ trạng thái I (không màu) sang trạng thái II bị oxy hóa (màu xanh).

Nó vận chuyển oxy trong máu tán huyết, trong đó nó chiếm 50 đến hơn 90% tổng protein. Để giải thích cho vai trò sinh lý quan trọng của nó, mặc dù với hiệu quả thấp, hemocyanin có thể được tìm thấy ở nồng độ cao tới 100 mg / mL.

Các chức năng khác

Bằng chứng tích lũy qua nhiều năm cho thấy hemocyanin thực hiện các chức năng khác ngoài hoạt động như chất vận chuyển oxy. Hemocyanin tham gia vào cả quá trình cân bằng nội môi và sinh lý. Chúng bao gồm lột xác, vận chuyển hormone, thẩm thấu và lưu trữ protein.

Mặt khác, người ta đã chứng minh rằng hemocyanin đóng vai trò cơ bản trong phản ứng miễn dịch bẩm sinh. Các peptide hemocyanin và các peptide liên quan cho thấy hoạt động chống vi rút, cũng như hoạt động phenoloxidase. Hoạt động cuối cùng này, phenoloxidase hô hấp, có liên quan đến quá trình phòng vệ chống lại mầm bệnh.

Hemocyanin cũng hoạt động như các protein tiền chất peptide với hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm. Mặt khác, người ta đã phát hiện ra rằng một số hemocyanin có hoạt tính chống vi rút nội tại không đặc hiệu.

Hoạt động này không gây độc tế bào cho động vật. Trong cuộc chiến chống lại các mầm bệnh khác, hemocyanin có thể ngưng kết với sự có mặt của vi khuẩn và ngăn chặn sự lây nhiễm.

Cũng cần lưu ý rằng hemocyanin có liên quan đến việc sản xuất các loại oxy phản ứng (ROS). ROS là các phân tử cơ bản trong hoạt động của hệ thống miễn dịch, cũng như trong các phản ứng với mầm bệnh trong tất cả các sinh vật nhân chuẩn.

Công dụng

Hemocyanin là chất kích thích miễn dịch mạnh ở động vật có vú. Vì lý do này, chúng đã được sử dụng làm chất vận chuyển không gây dị ứng cho các phân tử không có khả năng đánh thức phản ứng miễn dịch của chính chúng (haptens).

Mặt khác, chúng cũng đã được sử dụng như là chất vận chuyển hiệu quả của hormone, thuốc, kháng sinh và độc tố. Chúng cũng đã được thử nghiệm như các hợp chất chống vi rút tiềm năng và là bạn đồng hành trong các liệu pháp hóa học chống ung thư.

Cuối cùng, có bằng chứng cho thấy hemocyanin của một số loài giáp xác thể hiện hoạt động chống ung thư trong một số hệ thống động vật thí nghiệm. Phương pháp điều trị ung thư đã được thử nghiệm bao gồm bàng quang, buồng trứng, vú, v.v..

Từ quan điểm cấu trúc và chức năng, hemocyanin có những đặc điểm riêng khiến chúng trở nên lý tưởng cho sự phát triển của vật liệu nano sinh học mới. Chúng đã được sử dụng, ví dụ, trong thế hệ cảm biến sinh hóa điện hóa với thành công đáng kể.

Tài liệu tham khảo

  1. Abid Ali, S., Abbasi, A. (011) Scorpion hemocyanin: Máu xanh. DM Verlag Tiến sĩ Müller, Đức.
  2. Coates, C.J., Nairn, J. (2014) Chức năng miễn dịch đa dạng của hemocyanin. Miễn dịch học phát triển và so sánh, 45: 43-55.
  3. Kato, S., Matsui, T., Gatsogianni, C., Tanaka, Y. (2018) Molluscan hemocyanin: cấu trúc, tiến hóa và sinh lý. Nhận xét sinh lý, 10: 191-202.
  4. Metzler, D. (2012) Hóa sinh: Các phản ứng hóa học của tế bào sống. Elsevier, NY, Hoa Kỳ.
  5. Yang, P., You, J., Li, F., Fei, J., Feng, B., He, X. Zhou, J. (2013) Nền tảng sinh học điện hóa dựa trên hemocyanin- [email được bảo vệ] NP- carbon đen hỗn hợp màng nano. Phương pháp phân tích, 5: 3168-3171.
  6. Zan camera, N. T., Saksena, M.M., Dehghani, F., Cickyham, A.L. (2018) Từ đại dương đến đầu giường: tiềm năng điều trị của hemocyanin molluscan. Hóa dược hiện tại, 25: 2292-2303.