Hemocianinas são proteínas respiratórias usadas para transportar oxigênio em moluscos e crustáceos, bem como em alguns insetos. Eles são análogos em função da hemoglobina encontrada no sangue dos vertebrados. Tanto a hemoglobina quanto as hemocianinas são metaloproteínas ou proteínas que incluem um íon metálico, mas as hemocianinas incluem cobre e não ferro e não estão ligadas às células sanguíneas. Em vez disso, flutuam livremente na hemolinfa, o fluido circulatório de crustáceos e moluscos. Essas proteínas foram estudadas por seus benefícios terapêuticos, incluindo o uso como potencial tratamento para o câncer.
Muitos organismos usam hemocianinas para o transporte de oxigênio. Os moluscos, em particular, um grupo de invertebrados que inclui amêijoas, lapas, caracóis, lulas e espécies relacionadas, dependem deles. Caranguejos-ferradura, lagostas, caranguejos e outros artrópodes também utilizam essas proteínas, assim como certos insetos.
Para crustáceos e moluscos que vivem em ambientes aquáticos frios e com baixo oxigênio, as hemocianinas são mais eficientes do que a hemoglobina como método de transporte de oxigênio. Como uma proteína de flutuação livre, a hemocianina pode existir em maior densidade dentro da hemolinfa do que a hemoglobina, que deve estar contida nas células. O aumento da densidade de proteínas respiratórias permite ao organismo “captar” mais oxigênio, uma capacidade útil em ambientes com pouco oxigênio.
A desvantagem de ter uma alta concentração de hemocianina na hemolinfa é que aumenta a viscosidade do fluido respiratório, dificultando a circulação do organismo pelo organismo. Por esse motivo, a hemocianina é mais vantajosa para organismos que gastam menos energia em movimento, como caranguejos-ferradura e moluscos de movimento lento. Em ambientes terrestres com diferentes condições ambientais, a hemoglobina é a proteína de transporte de oxigênio mais eficiente. Os poucos insetos que possuem hemocianinas os retêm mais como uma característica ancestral – uma recuperação evolutiva de épocas anteriores – do que como uma vantagem funcional.
A metaloproteína da hemocianina consiste quimicamente em dois átomos de cobre ligados a uma molécula diatômica de oxigênio – uma molécula contendo dois átomos de oxigênio. Quando o cobre se liga ao oxigênio para transportá-lo por toda a hemolinfa, torna-se oxigenado e muda de cor, ficando azul. Essa mudança de cor é responsável pela coloração roxo-azulada que pode ser observada em alguns caranguejos e lagostas.
A pesquisa indicou que as hemocianinas de certos moluscos podem ter aplicações medicinais. A hemolinfa de Concholepas concholepas, também conhecida como abalone chileno, contém proteínas respiratórias que comprovadamente reduzem os tumores da bexiga em camundongos. A lapa do buraco da fechadura, Megathura crenulata, fornece a hemocianina da lapa (KLH), que é purificada para uso em biotecnologia. Especificamente, o KLH é usado como uma proteína transportadora de anticorpos. Também pode ser útil como um componente de vacinas contra o câncer.