Hemosiyaninlerin özellikleri ve fonksiyonları

anahtar deliği omurgalılarda, yalnızca eklembacaklıları ve yumuşakçaları içeren omurgasızlarda sıvı taşınmasında oksijenin taşınmasından sorumlu proteinlerdir. Hemolimdeki hemosiyaninler, kuşlar ve memelilerde kan hemoglobine benzer bir rol oynar. Ancak, taşıyıcı olarak etkinliği düşüktür.

Hemosiyaninler, demir yerine oksijeni yakalamak için bakır kullanan proteinler olduklarından, oksitlendiklerinde mavi renk alırlar. Onu kullanan hayvanların mavi kan hayvanları olduğu söylenebilir..

Biz, diğer memeliler gibi, aksine, biz kırmızı kanlı hayvanlarız. Bu işlevi yerine getirmek için, bu metaloproteinin her bir molekülü, her bir kompleks oksijen için iki bakır atomu gerektirir..

Mavi kan ve kırmızı kan hayvanları arasındaki diğer bir fark, oksijenin nasıl taşınacağıdır. Birincisinde, hemosiyanin, hayvanın hemoliminde doğrudan bulunur. Öte yandan, hemoglobin, eritrositler adı verilen özel hücreler tarafından taşınır..

Hemosiyaninlerin bazıları en iyi bilinen ve en iyi çalışılan proteinler arasındadır. Geniş bir yapısal çeşitlilik sunarlar ve insanlarda çok çeşitli tıbbi ve terapötik uygulamalarda çok faydalı oldukları kanıtlanmıştır..

indeks

• 1 Genel özellikler
• 2 İşlev
  • 2.1 Diğer fonksiyonlar
• 3 Kullanım
• 4 Kaynakça

Genel özellikler

En iyi karakterize edilen hemosiyaninler, yumuşakçalardan izole edilmiş olanlardır. Bunlar, bilinen 3.3 ila 13.5 MDa arasında değişen moleküler kütlelere sahip proteinler arasındadır..

Yumuşakça hemosiyaninler, hayvanın hemolenfinde çözünebilen bulunan multimerik glikoproteinlerin büyük oyuk silindirleridir..

Yüksek çözünürlüğünün sebeplerinden biri de hemosiyaninlerin negatif yükü çok yüksek bir yüzeye sahip olmasıdır. Yedi paralojik fonksiyonel ünite içeren 330 ila 550 kDa arasında desibel veya çok adlı alt üniteler oluştururlar..

Paralojik bir gen, genetik bir çoğalma olayından kaynaklanan bir parattır: paralojik bir protein paralojik bir genin çevirisinden doğar. İşlevsel etki alanlarının organizasyonuna bağlı olarak, bu alt birimler, decamers, didecameros ve tridecameros oluşturmak için birbirleriyle etkileşime girer..

Öte yandan, artropodların hemosiyanini heksameriktir. Doğal haliyle, hekzamer katlarının bir integrali olarak bulunabilir (2 x 6'dan 8 x 6'ya). Her alt birim 70 ila 75 kDa arasındadır..

Hemosiyaninlerin bir diğer önemli özelliği, oldukça geniş bir sıcaklık aralığında (-20ºC'den 90ºC'ye kadar) yapısal ve işlevsel olarak kararlı olmalarıdır..

Organizmaya bağlı olarak, hemosiyaninler, hayvanın özel organlarında sentezlenebilir. Kabuklularda bu hepatopankreastır. Diğer organizmalarda, cheliceratların siyanositleri veya yumuşakçaların rogositleri gibi özel hücrelerde sentezlenirler..

fonksiyonlar

Hemosiyaninlerin en iyi bilinen işlevi, enerji metabolizmasına katılmaları ile ilgilidir. Hemosiyanin, omurgasız hayvanların önemli bir kısmında aerobik solunum yapmayı mümkün kılar.

Hayvanlarda en önemli biyoenerjetik reaksiyon nefes alıyor. Hücresel seviyede solunum, şeker moleküllerinin kontrollü ve ardışık bir şekilde örneğin enerji elde etmesini sağlar..

Bu işlemi gerçekleştirmek için, tüm amaçlar için antonomasia tarafından oksijen olan son bir elektron alıcısı gereklidir. Yakalanmasından ve taşınmasından sorumlu proteinler çeşitlidir..

Birçoğu, oksijenle etkileşime girebilmek için demiri kompleks yapan bir organik halka kompleksi kullanır. Hemoglobin, örneğin, bir porfirin kullanır (hem grubu).

Diğerleri de aynı amaç için bakır gibi metaller kullanır. Bu durumda metal, taşıyıcı proteinin aktif bölgesinden amino asit kalıntıları ile geçici kompleksler oluşturur..

Pek çok bakır proteini oksidatif reaksiyonları katalize etse de, hemosiyaninler oksijene tersinir olarak reaksiyona girerler. Oksidasyon, bakırın, durum I'den (renksiz) durum II'ye oksitlenmiş (mavi) durumdan geçtiği bir aşamada doğrulanır..

Toplam proteinin% 50 ila% 90'ını temsil ettiği hemolimfte oksijen taşır. Önemli fizyolojik rolünü açıklamak için, düşük verimde olmasına rağmen, hemosiyanin 100 mg / mL kadar yüksek konsantrasyonlarda bulunabilir..

Diğer fonksiyonlar

Yıllar boyunca biriken kanıtlar, hemosiyaninlerin oksijen taşıyıcı olarak hareket etmekten başka diğer işlevleri yerine getirdiğini göstermektedir. Hemosiyaninler hem homeostatik hem de fizyolojik süreçlere katılırlar. Bunların arasında küflenme, hormonların taşınması, osmoregülasyon ve proteinlerin depolanması bulunur..

Öte yandan, hemosiyaninlerin doğuştan gelen immün yanıtta temel bir rol oynadığı kanıtlanmıştır. Hemosiyanin peptidleri ve ilgili peptidler, antiviral aktivite yanı sıra fenoloksidaz aktivite de gösterir. Bu son aktivite, solunum fenoloksidazı, patojenlere karşı savunma işlemleriyle ilgilidir.

Hemosiyaninler ayrıca antimikrobiyal ve antifungal aktiviteye sahip peptit öncü proteinleri olarak da işlev görür. Öte yandan, bazı hemosiyaninlerin spesifik olmayan antiviral aktiviteye sahip oldukları bulundu.

Bu aktivite, hayvanın kendisi için sitotoksik değildir. Diğer patojenlere karşı mücadelede hemosiyaninler, örneğin bakterilerin varlığında aglütine olabilir ve enfeksiyonu durdurabilir.

Hemosiyaninlerin reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretiminde bulunduğuna dikkat etmek de önemlidir. ROS, bağışıklık sisteminin işleyişinde ve tüm ökaryotlarda patojenlere verilen tepkilerde temel moleküllerdir..

uygulamaları

Hemosiyaninler, memelilerde güçlü immünostimülanlardır. Bu nedenle, kendileri tarafından immün yanıt uyandırmayan moleküllerin hipoalerjenik taşıyıcıları olarak kullanılmıştır (haptenler).

Öte yandan, hormonların, ilaçların, antibiyotiklerin ve toksinlerin etkili taşıyıcıları olarak da kullanılmıştır. Ayrıca, potansiyel antiviral bileşikler ve kansere karşı kimyasal tedavilerde eşlik edenler olarak test edilmiştir..

Son olarak, bazı kabuklu hayvanların hemosiyaninlerinin bazı deneysel hayvan sistemlerinde antitümör aktivitesi gösterdiğine dair kanıtlar vardır. Test edilen kanser tedavileri arasında mesane, yumurtalık, meme vb..

Yapısal ve işlevsel açıdan, hemosiyaninler, yeni biyolojik nanomalzemelerin geliştirilmesi için onları ideal kılan kendi özelliklerine sahiptir. Örneğin, oldukça başarılı olan elektrokimyasal biyosensörlerin üretilmesinde kullanılmıştır..

referanslar

1. Abid Ali, S., Abbasi, A. (011) Akrep hemosiyanini: Mavi kan. Verlag Dr. Müller, Almanya.
2. Coates, C.J., Nairn, J. (2014) Hemosiyaninlerin çeşitli bağışıklık fonksiyonları. Gelişimsel ve Karşılaştırmalı İmmünoloji, 45: 43-55.
3. Kato, S., Matsui, T., Gatsogiannis, C., Tanaka, Y. (2018) Molluscan hemocyanin: yapısı, evrimi ve fizyolojisi. Biyofiziksel İnceleme, 10: 191-202.
4. Metzler, D. (2012) Biyokimya: Canlı hücrelerin kimyasal reaksiyonları. Elsevier, NY, ABD.
5. Yang, P., Sen, J., Li, F., Fei, J., Feng, B., He, X. Zhou, J. (2013) Hemosiyanin- e-postaya dayalı elektrokimyasal biyosensing platformu. karbon karası hibrit nano kompozit film. Analitik Yöntemler, 5: 3168-3171.
6. Zanjani, N. T., Saksena, M.M., Dehghani, F., Cunningham, A.L. (2018) Okyanustan başucuya: yumuşakça hemosiyaninlerin terapötik potansiyeli. Güncel Tıbbi Kimya, 25: 2292-2303.