Hemocianinas

Palustris Terebralia Hemocianinas. Hemocianinas são proteínas que transportam oxigênio em moluscos e artrópodes

O que são hemocianinas?

As Hemocianinas São proteínas responsáveis ​​pelo transporte de oxigênio em invertebrados que incluem exclusivamente artrópodes e moluscos. Hemocianinas na hemolinfa tocam um papel análogo ao da hemoglobina no sangue em pássaros e mamíferos. No entanto, sua eficiência como transportador é menor.

Como as hemocianinas são proteínas que usam cobre em vez de ferro para capturar oxigênio, elas adotam uma cor azul quando oxidado. Pode -se dizer que os animais que o usam são animais de sangue azul.

Nós, como outros mamíferos, pelo contrário, somos animais de sangue vermelho. Para desempenhar essa função, cada molécula desta metaloproteína requer dois átomos de cobre para cada oxigênio complexo.

Outra diferença entre animais de sangue azul e vermelho é a maneira de transportar oxigênio. No primeiro, a hemocianina está diretamente presente na hemolinfa animal. A hemoglobina, pelo contrário, é coberta por células especializadas chamadas eritrócitos ou glóbulos vermelhos.

Algumas das hemocianinas estão entre as proteínas mais conhecidas e mais estudadas. Eles têm uma grande diversidade estrutural e provaram ser muito úteis em uma ampla gama de aplicações médicas e terapêuticas em humanos.

Características das hemocianinas

- As hemocianinas mais bem caracterizadas são aquelas que foram isoladas de moluscos. Estes estão entre as maiores proteínas conhecidas, com massas moleculares que variam entre 3,3 e 13,5 MDA.

- São enormes cilindros ocos de glicoproteínas multiméricas, que, no entanto, podem ser encontradas de maneira solúvel na hemolinfa animal.

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- Uma das razões para sua alta solubilidade é que as hemocianinas têm uma superfície com uma carga negativa muito alta. Eles formam subunidades de decakers ou multídios entre 330 e 550 kDa, que compreendem cerca de sete unidades paroquiais funcionais.

(Um gene paroquial é aquele que surge de um evento de duplicação genética: uma proteína paroquial surge da tradução de um Paralyz. Dependendo da organização de seus domínios funcionais, essas subunidades interagem entre si para formar pau, ensino e thirteners).

- Hemocianina de Artrópodes, pelo contrário, é a Hexamérica. Em seu estado nativo, ele pode ser encontrado como vários múltiplos de hexâmeros (de 2 x 6 a 8 x 6). Cada subunidade pesa entre 70 e 75 kDa.

- Eles são estruturalmente e funcionalmente estáveis ​​em uma faixa de temperaturas bastante ampla (de -20 ° C a mais de 90 ° C).

- Dependendo do corpo, as hemocianinas podem ser sintetizadas em órgãos especializados do animal. Nos crustáceos, é o hepatopancreas. Em outros organismos, eles são sintetizados em células específicas, como os cianócitos dos Chelves, ou os Rogócitos dos Molusks.

Funções

A função mais conhecida das hemocianinas tem a ver com sua participação no metabolismo energético. A hemocianina torna possível a respiração aeróbica em uma maioria de invertebrados significativa.

A reação bioenergética mais importante nos animais é a respiração. No nível celular, a respiração permite que as moléculas de açúcar sejam degradadas de maneira controlada, por exemplo, para obter energia.

Para realizar esse processo, é necessário um aceitador final de elétrons, o que é oxigênio. As proteínas responsáveis ​​por sua captura e transporte são variadas.

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Muitos deles usam um complexo de anéis orgânicos que complexa o ferro para interagir com oxigênio. A hemoglobina, por exemplo, usa uma porfirina (grupo Hemo).

Outros usam, para o mesmo objetivo, metais como cobre. Nesse caso, o metal forma complexos temporários com resíduos de aminoácidos do local ativo da proteína transportadora.

Embora muitas proteínas com cobre catalisem as reações oxidativas, as hemocianinas reajam com oxigênio reversivelmente. A oxidação é verificada em uma etapa em que o cobre passa do estado I (incolor) para o estado II oxidado (azul).

Transporta oxigênio na hemolinfa, na qual representa 50 a 90% da proteína total.

Para explicar seu importante papel fisiológico, embora com baixa eficiência, a hemocianina possa ser encontrada em concentrações de até 100 mg/ml.

Outras funções

As evidências acumuladas ao longo dos anos indicam que a hemocianina cumpre outras funções, além de atuar como transportadores de oxigênio.

Hemocianinas participam de processos homeostáticos e fisiológicos. Isso inclui mudo, transporte hormonal, osmorregulação e armazenamento de proteínas.

Foi comprovado, por outro lado, que as hemocianinas desempenham um papel fundamental na resposta imune inata. Peptídeos de hemocianina e peptídeos relacionados mostram atividade antiviral, bem como a atividade da fenoloxidase.

Esta última atividade, a fenoloxidase respiratória está relacionada a processos de defesa contra patógenos.

Hemocianinas também funcionam como proteínas precursoras do peptídeo com atividade antimicrobiana e antifúngica. Foi provado, por outro lado, que algumas hemocianinas têm atividade antiviral intrínseca inespecífica.

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Esta atividade não é citotóxica para o próprio animal. Na luta contra outros patógenos, as hemocianinas podem ser reunidas na presença de, por exemplo, bactérias e interromper a infecção.

É importante observar que as hemocianinas participam da produção de espécies reativas de oxigênio (ROS).

ROS são moléculas fundamentais no funcionamento do sistema imunológico, bem como nas respostas de patógenos em todos os eucariotos.

Formulários

- Hemocianinas são fortes imunoestimulantes em mamíferos. Por esse motivo, eles foram usados ​​como transportadores hipoalergênicos de moléculas que são incapazes de despertar uma resposta imune para si (hapteos).

- Eles também foram usados ​​como hormônios eficientes, drogas, antibióticos e transportadores de toxinas.

- Eles testaram como potenciais compostos antivirais e como companheiros em terapias de câncer químico.

- Tem evidências de que hemocianinas de certos crustáceos têm atividade antitumoral em alguns sistemas experimentais de animais. Os tratamentos contra cânceres que foram submetidos a testes incluem bexiga, ovário, mama, etc.

- Do ponto de vista estrutural e funcional, as hemocianinas têm suas próprias características que as tornam ideais para o desenvolvimento de novos nanomateriais biológicos. Por exemplo, na geração de biossensores eletroquímicos com bastante sucesso.

Referências

1. Abid Ali, S., Abbasi, a. Scorpion Hemocianina: o sangue azul. Dm verlag dr. Müller, Alemanha.
2. Coates, c. J., Nairn, j. Diversas funções imunes de hemocianinas. Imunol de desenvolvimento e comparativo.