Le emocianine sono proteine ??respiratorie che vengono utilizzate per trasportare ossigeno nei molluschi e nei crostacei, nonché in alcuni insetti. Sono analoghi in funzione dell’emoglobina presente nel sangue dei vertebrati. Sia l’emoglobina che le emocianine sono metalloproteine ??o proteine ??che includono uno ione metallico, ma le emocianine includono rame anziché ferro e non sono legate alle cellule del sangue. Invece, fluttuano liberamente nell’emolinfina, il fluido circolatorio di crostacei e molluschi. Queste proteine ??sono state studiate per i loro benefici terapeutici, incluso l’uso come potenziale trattamento per il cancro.
Molti organismi usano emocianine per il trasporto di ossigeno. In particolare, i molluschi, un gruppo di invertebrati che comprende vongole, patelle, lumache, calamari e specie affini, fanno affidamento su di essi. Anche granchi a ferro di cavallo, aragoste, granchi e altri artropodi utilizzano queste proteine, così come alcuni insetti.
Per i crostacei e i molluschi che vivono in ambienti acquatici freddi e a basso contenuto di ossigeno, le emocianine sono più efficienti dell’emoglobina come metodo di trasporto dell’ossigeno. Come proteina fluttuante libera, l’emocianina può esistere in una maggiore densità all’interno dell’emolinfa rispetto all’emoglobina, che deve essere contenuta nelle cellule. L’aumentata densità delle proteine ??respiratorie consente all’organismo di “raccogliere” più ossigeno, una funzionalità utile in ambienti a basso contenuto di ossigeno.
Lo svantaggio di avere un’alta concentrazione di emocianina nell’emolinfa è che aumenta la viscosità del fluido respiratorio, rendendo più difficile per l’organismo far circolare il fluido attorno al suo corpo. Per questo motivo, l’emocianina è più vantaggiosa per gli organismi che consumano meno energia nei movimenti, come i granchi a ferro di cavallo e i molluschi a movimento lento. In ambienti terrestri con diverse condizioni ambientali, l’emoglobina è la proteina di trasporto dell’ossigeno più efficiente. I pochi insetti che hanno emocianine li trattengono più come un tratto ancestrale – un blocco evolutivo dei tempi precedenti – che come un vantaggio funzionale.
La metalloproteina dell’emocianina consiste chimicamente di due atomi di rame legati a una molecola diatomica di ossigeno – una molecola contenente due atomi di ossigeno. Quando il rame si lega all’ossigeno per trasportarlo attraverso l’emolinfina, diventa ossigenato e cambia colore, diventando blu. Questo cambiamento di colore spiega la colorazione bluastro-viola che può essere osservata in alcuni granchi e aragoste.
La ricerca ha indicato che le emocianine di alcuni molluschi possono avere applicazioni medicinali. L’emolfa di Concholepas concholepas, nota anche come abalone cileno, contiene proteine ??respiratorie che hanno dimostrato di ridurre i tumori della vescica nei topi. La patella keyhole, Megathura crenulata, fornisce l’emocianina per patella keyhole (KLH), che viene purificata per l’uso in biotecnologia. In particolare, KLH è usato come proteina portatrice di anticorpi. Può anche essere utile come componente dei vaccini contro il cancro.