Hemocianin

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Podenota hemocianina iz hemolimfe hobotnice.

Hemocianini so dihalni (respiratorni) pigmenti v obliki metaloproteina iz več podenot, na katerih sta vezana dva bakrova iona za reverzibilno vezavo ene kisikove molekule (O2). Vezava kisika pozroči spremembo barve iz brezbravnega stanja z bakrovimi ioni v deoksigeniranem stanju Cu(I) v modro barvo z bakrovimi ioni v oksigenirano stanje Cu(II). Po hemolimfi prenašajo kisik pri večini mehkužcev in nekaterih členonožcev, kot je ostvar Limulus polyphemus, in so drugi najpogostejši dihalni pigmenti za hemoglobinom.[1][2] Za razliko od slednjih, ki so prisotni v celicah (eritrocitih), hemocianini prosto plavajo v hemolimfi.[3]

Evolucijski izvor[uredi | uredi kodo]

Hemocianini so bili v evolucijskem razvoju izbrani verjetno glede na ugoden alosteričen učinek pri vezavi kisika, kar omogoča posebna zgradba v obliki heksamerov. Številni organizmi, ki vsebujejo hemocianin v hemolimfi, so namreč zelo kompleksno zgrajeni in potrebujejo velike količine kisika, poleg tega pa veliki delež le-teh živi v okolju z majhnim parcialnim tlakom kisika. Hemoglobin, hemeritrin in klorokruorin so zato v smislu alosterije mnogo manj primerni in so prisotni v hemolimfi nižje razvitih nevretenčarjev.[3]

Zgradba in fiziologija[uredi | uredi kodo]

Model vezave kisika na bakrova iona.

Kljub podobnosti v funkciji s hemoglobinom (Hb) se hemocianini razlikujejo od hemoglobina v številnih stvareh, predvsem v molekularni strukturi in mehanizmih delovanja. Namesto železovih ionov so v porfirinskem obroču kot prostetična skupina vezani bakrovi ioni, ki so podobno kakor pri Hb koordinirani s histidinskimi aminokislinskimi ostanki. Protein je sestavljen iz številnih podenot in vsaka vsebuje po dva bakrova iona, ki lahko vežeta eno molekulo kisika. Vsaka podenota ima molekulsko maso ~75.000 daltonov in vsebuje 620 aminokislin, organiziranih v 20 alfa-vijačnic in beta sodček s sedmimi ploskvami.[3] Podenote so lahko organizirane v dimere (2 podenoti) ali heksamere (6 podenot), odvisno od vrste organizma. Podenote so lahko homogene (enake) ali pa heterogene (različne).

V primerjavi s hemoglobinom, ki mora biti prisoten v celicah (eritrocitih zaradi majhnosti in s tem nevarnosti za zamašitve, hemocianini plavajo prosto v hemolimfi, kar omogoča večjo gostoto le-teh v hemolimfi in s tem večjo kapaciteto za vezavo kisika. Po drugi strani pa je viskoznost hemolimfe zaradi velikosti hemocianinov povečana, kar zahteva večjo energijo za pretok hemolimfe v notranjosti telesa.

Medicinski pomen[uredi | uredi kodo]

Hemocianin iz morskega polža Concholepas concholepas ima imunoterapevtske učinke proti raku na prostati in sečnem mehurju. Pri testnih miših, ki so pred razvojem raka na sečnem mehurju v kri dobile znatno koncetracijo tovrstnega hemocianina, se je izkazalo, da so miši preživele dlje časa, rast tumorja in njegova incidenca pa sta bili zmanjšani.[4]

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Opombe in reference[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Cuff M.E., Miller K.I., van Holde K.E. in Hendrickson W.A. (1998). »Crystal structure of a functional unit from Octopus hemocyanin«. Journal of Molecular Biology 278 (4), str. 855-870. Pridobljeno 13.09.2009.
  2. ^ Hemocyanin Structure and Functions. University of Hull. Pridobljeno 13.09.2009.
  3. ^ 3,0 3,1 3,2 Markl, J. (1986). »Evolution and function of structurally diverse subunits in the respiratory protein hemocyanin from arthropods«. Biol. Bull. 171, str. 91.
  4. ^ Moltedo, B. s sod. (2006). »Immunotherapeutic Effect of Concholepas Hemocyanin in the Murine Bladder Cancer Model: Evidence for Conserved Antitumor Properties Among Hemocyanins«. The Journal of the Urology 176 (6). Pridobljeno 13.09.2009.