Hémicianines

Palustris terebralia hécocianines. Les hémocyanines sont des protéines qui transportent l'oxygène dans les mollusques et les arthropodes

Que sont les hécocianines?

Le Hémicianines Ce sont des protéines responsables du transport de l'oxygène dans les invertébrés qui incluent exclusivement des arthropodes et des mollusques. Les hémocyanines de l'hémolymphe jouent un papier analogue à celui de l'hémoglobine sanguine chez les oiseaux et les mammifères. Cependant, son efficacité en tant que transporteur est plus faible.

Comme les hécocianines sont des protéines qui utilisent du cuivre au lieu du fer pour attraper l'oxygène, ils adoptent une couleur bleue lorsqu'ils sont oxydés. On peut dire que les animaux qui l'utilisent sont des animaux de sang bleu.

Nous, comme les autres mammifères, au contraire, nous sommes des animaux de sang rouge. Pour remplir cette fonction, chaque molécule de cette métalloprotéine nécessite deux atomes de cuivre pour chaque oxygène complexe.

Une autre différence entre les animaux de sang bleu et rouge est le moyen de transporter l'oxygène. Dans le premier, l'hémocyanine est directement présente dans l'hémolymphe animale. L'hémoglobine, au contraire, est couverte par des cellules spécialisées appelées érythrocytes ou globules rouges.

Certaines des hécocianines sont parmi les protéines les plus connues et les mieux étudiées. Ils ont une grande diversité structurelle et se sont avérés très utiles dans un large éventail d'applications médicales et thérapeutiques chez l'homme.

Caractéristiques des hécocianines

- Les hémocyanines les plus caractérisées sont celles qui ont été isolées de mollusques. Ce sont parmi les plus grandes protéines connues, avec des masses moléculaires qui varient entre 3,3 et 13,5 MDA.

- Ce sont d'énormes cylindres creux de glycoprotéines multimériques, qui, cependant, peuvent être trouvées de manière soluble dans l'hémolymphe animale.

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- L'une des raisons de leur solubilité élevée est que les hémocyanines ont une surface avec une charge négative très élevée. Ils forment des sous-unités de décakers ou de multidéters entre 330 et 550 kDa, qui comprennent environ sept unités paroissiales fonctionnelles.

(Un gène paroissial est celui qui provient d'un événement de duplication génétique: une protéine paroissiale provient de la traduction d'une paralyz. Selon l'organisation de leurs domaines fonctionnels, ces sous-unités interagissent les unes avec les autres pour former des dickers, l'enseignement et les trempeurs).

- L'hémocianine des artropodes, au contraire, est l'hexamérique. Dans son état natal, il peut être trouvé en tant que multiples hexamères entiers (de 2 x 6 à 8 x 6). Chaque sous-unité pèse entre 70 et 75 kDa.

- Ils sont structurellement et fonctionnellement stables dans une plage de températures assez larges (de -20 ° C à plus de 90 ° C).

- Selon le corps, les hémocyanines peuvent être synthétisées dans des organes spécialisés de l'animal. Dans les crustacés, c'est hepatopancréas. Dans d'autres organismes, ils sont synthétisés dans des cellules particulières, comme les cyanocytes des chelves, ou les rogocytes des mollusques.

Les fonctions

La fonction la plus connue des hémocyanines a à voir avec leur participation au métabolisme énergétique. L'hémocyanine rend la respiration aérobie possible dans une majorité invertébrée importante.

La réaction bioénergétique la plus importante chez les animaux est de respirer. Au niveau cellulaire, la respiration permet de dégrader les molécules de sucre de manière contrôlée, par exemple, pour obtenir de l'énergie.

Pour effectuer ce processus, un accepteur d'électrons final est nécessaire, qui est l'oxygène. Les protéines responsables de leur capture et de leur transport sont variées.

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Beaucoup d'entre eux utilisent un complexe de bagues organiques qui complexes de fer pour interagir avec l'oxygène. L'hémoglobine, par exemple, utilise une porphyrine (groupe Hemo).

D'autres utilisent, dans le même but, des métaux comme le cuivre. Dans ce cas, le métal forme des complexes temporaires avec des résidus d'acides aminés du site actif de la protéine de convoyeur.

Bien que de nombreuses protéines avec du cuivre catalysent les réactions oxydatives, les hémocyanes réagissent avec l'oxygène réversiblement. L'oxydation est vérifiée dans une étape dans laquelle le cuivre passe de l'état I (incolore) à l'état II oxydé (bleu).

Il transporte l'oxygène dans l'hémolymphe, dans lequel il représente 50 à 90% de la protéine totale.

Pour tenir compte de son rôle physiologique important, bien qu'avec une faible efficacité, l'hémocyanine peut être trouvée dans des concentrations pouvant atteindre 100 mg / ml.

Autres fonctions

Les preuves accumulées au fil des ans indiquent que les hécocianines remplissent d'autres fonctions, en plus d'agir comme des transporteurs d'oxygène.

Les hémocyanines participent aux processus homéostatiques et physiologiques. Il s'agit notamment de la muette, du transport hormonal, de l'osmorégulation et du stockage des protéines.

Il a été prouvé, en revanche, que les hémocyanines jouent un rôle fondamental dans la réponse immunitaire innée. Les peptides d'hémocyanine et les peptides apparentés présentent une activité antivirale, ainsi que l'activité de la phénoloxidase.

Cette dernière activité, la phénoloxidase respiratoire est liée aux processus de défense contre les agents pathogènes.

Les hémocyanines fonctionnent également comme des protéines précurseurs peptidiques avec une activité antimicrobienne et antifongique. Il a été prouvé, en revanche, que certaines hémocyanines ont une activité antivirale intrinsèque non spécifique.

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Cette activité n'est pas cytotoxique pour l'animal lui-même. Dans la lutte contre d'autres agents pathogènes, les hémocyanines peuvent être réunies en présence, par exemple, des bactéries et de l'arrêt de l'infection.

Il est important de noter que les hémocyanines participent à la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS).

Les ROS sont des molécules fondamentales dans le fonctionnement du système immunitaire, ainsi que dans les réponses pathogènes dans tous les eucaryotes.

Applications

- Les hémocyanines sont de fortes immunostimulants chez les mammifères. Pour cette raison, ils ont été utilisés comme transporteurs hypoallergéniques de molécules qui sont incapables de susciter une réponse immunitaire pour eux-mêmes (hapteos).

- Ils ont également été utilisés comme hormones, médicaments, antibiotiques et transporteurs de toxines.

- Ils ont testé comme composés antiviraux potentiels et comme compagnons dans les thérapies contre le cancer chimique.

- Il prouve que les hémocyanines de certains crustacés ont une activité antitumorale dans certains systèmes expérimentaux animaux. Les traitements contre les cancers qui ont été soumis à des tests comprennent la vessie, l'ovaire, le sein, etc.

- Du point de vue structurel et fonctionnel, les hémocyanes ont leurs propres caractéristiques qui les rendent idéales pour le développement de nouveaux nanomatériaux biologiques. Par exemple, dans la génération de biocapteurs électrochimiques avec un succès.

Les références

1. Abid Ali, S., Abbasi, un. Hémocyanine Scorpion: le sang bleu. DM Verlag Dr. Müller, Allemagne.
2. Coates, C. J., Nairn, J. Diverses fonctions immunitaires des hémocyanines. Immunol développemental et comparatif.