L'
emocianina
e una
proteina
utilizzata da alcuni
artropodi
e
molluschi
come proteina
respiratoria
. Si tratta di una
metalloproteina
contenente due atomi di
rame
che sono in grado di legare reversibilmente una
molecola
di
O
2
.
L'emocianina e seconda solo all'
emoglobina
, quanto ad importanza, come mezzo per il trasporto dell'
ossigeno
tra gli esseri viventi.
A causa delle differenze a livello strutturale delle forme di emocianina presenti nei due
phyla
esse vengono semplicemente distinte in "emocianine degli artropodi" ed "emocianine dei molluschi".
Tra gli artropodi si trovano nei
crostacei
decapodi
come i
granchi
, gli
astici
ed i
gamberi
. Tra i
molluschi
sono presenti nei
cefalopodi
(
polpi
e
calamari
), nei
gasteropodi
(lumache) ed in molte specie di
poliplacofori
(chiton).
L'
emocianina di
Megathura crenulata
(KLH, Keyhole Limpet Haemocyanin) trova largo impiego nelle biotecnologie.
Nonostante le funzioni respiratorie dell'emocianina siano simili a quelle dell'emoglobina, ci sono alcune differenze nella sua
struttura molecolare
e nel meccanismo di funzionamento; mentre l'emoglobina trasporta i suoi
atomi
di
ferro
in anelli di
porfirina
(gruppi
eme
), gli atomi di
rame
nell'emocianina sono legati a
gruppi prostetici
coordinati da residui di
istidina
. L'ossigenazione dell'emocianina causa un cambiamento di
colore
tra la forma deossigenata Cu(I), non colorata, alla forma ossigenata Cu(II) colorata in
blu
.
Le specie che utilizzano l'emocianina per il trasporto dell'ossigeno sono molto spesso
crostacei
che vivono in ambienti particolarmente freddi e con una bassa
pressione
di ossigeno. In queste circostanze il trasporto dell'ossigeno tramite l'emoglobina sarebbe meno efficiente di quello tramite l'emocianina. L'emocianina, inoltre, a differenza dell'emoglobina, presenta una bassa affinita di legame col pericolosissimo
monossido di carbonio
(alla comune pressione atmosferica, il monossido di carbonio supera l'
ossigeno
di circa 200 volte in affinita per l'emoglobina).
Le molecole di emocianina hanno dimensioni notevoli e per questo sono normalmente utilizzate libere nel
sangue
a differenza dell'emoglobina che e normalmente contenuta in cellule apposite (
eritrociti
); questo perche la relativamente ridotta dimensione delle molecole di emoglobina provocherebbe l'occlusione degli organi filtranti, come il
rene
.
La possibilita di avere l'emocianina libera nel sangue, senza essere necessariamente contenuta in cellule apposite, permette al sangue di contenerne una maggior quantita, incrementando la capacita di trasporto di ossigeno; d'altro canto, in ogni caso, la maggior quantita di emocianina e la grandezza della molecola stessa incrementano sensibilmente il valore di
viscosita
del sangue e di conseguenza l'
energia
necessaria per pomparlo.