Різниця між гемоціаніном та гемоглобіном

The ключова різниця між гемоціаніном і гемоглобіном це те, що гемоціанін - мідь-вміст позаклітинного дихального пігменту, присутній у крові безхребетних, тоді як гемоглобін є вмістом заліза внутрішньоклітинного дихального пігменту, присутнього у крові хребетних.

У аеробних організмів газообмін відбувається через металопротеїни, присутні в крові. Тому гемоціанін та гемоглобін - це два металопротеїни, які полегшують обмін газами у безхребетних тварин та хребетних тварин відповідно. Гемоціанін - це дихальний пігмент, що містить мідь, який знаходиться в суспензії в гемолімфі безхребетних. На відміну від цього, гемоглобін - це вміст заліза дихального пігменту, який зв’язується з еритроцитами хребетних тварин. Оксигенована форма гемоціаніну синього кольору. Але, киснева форма гемоглобіну яскраво-червоного кольору.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке гемоціанін 
3. Що таке гемоглобін
4. Подібність між гемоціаніном та гемоглобіном
5. Порівняльне порівняння - Гемоціанін проти гемоглобіну в табличній формі
6. Підсумок

Що таке гемоціанін?

Гемоціанін - це дихальний пігмент, який присутній у деяких безхребетних тварин, особливо у молюсків. Це металопротеїн, що містить мідь, який виявляє спорідненість до кисню. Тому він виконує аналогічну функцію, як гемоглобін у хребетних. Але, на відміну від гемоглобіну, гемоціанін не пов'язаний ні з однією клітиною. Натомість він суспендується безпосередньо в гемолімфі і транспортує кисень через організм. Тому вони є вільно плаваючими білками в крові. Спочатку гемоціанін безбарвний. Як тільки він зв’язаний з киснем, він набуває синього кольору.

Малюнок 01: Гемоціанін

Структурно гемоціанін складається з безлічі субодиниць, що містять кільця імідазолу з шести залишків гістидину. Кожна субодиниця важить близько 75 кілодальтонів (кДа). Оскільки субодиниць багато, гемоціанін - це велика молекула, яка має велику молекулярну масу порівняно з гемоглобіном. Крім того, згідно з дослідженнями, було встановлено, що гемоціанін є видоспецифічним. Членистоногі та молюски мають різні типи гемоціанінів.

Що таке гемоглобін?

Гемоглобін (Hgb) - життєво важлива молекула металопротеїну, присутня в еритроцитах хребетних тварин, яка транспортує кисень з легенів до інших тканин тіла та вуглекислий газ з тканин тіла в легені. Таким чином, він працює як дихальний пігмент. Молекула гемоглобіну складається з чотирьох суббілкових молекул, у яких два ланцюги - це альфа-глобулінові ланцюги, а інші два - ланцюги бета-глобуліну. У кожному ланцюзі глобулінів є сполука порфірину, що містить залізо, що називається гемовою групою. Всередині кожної групи гемів є вбудований атом заліза. Ці білки, що містять залізо гемоглобін, відповідають за червоний колір крові. Структурно гемоглобін складається із C, H, N та O.

Малюнок 02: Гемоглобін

Гемоглобін - це основна молекула білка, яка забезпечує типову форму еритроцитів, тобто круглу форму з вузьким центром. Атоми заліза та форма еритроцитів мають вирішальне значення для транспортування кисню через кров. Якщо форма гемоглобіну зруйнована, він не може транспортувати кисень. Серповидноклітинний гемоглобін - це один з видів аномальної молекули гемоглобіну, яка викликає анемію, яка називається серповидноклітинною анемією.

У нормальному гемоглобіні, у бета-ланцюгах, 6^го положення ланцюга амінокислот складається з глутамінової кислоти. Однак у серповидноклітинних гемоглобінах 6^го положення займає інша амінокислота, яка називається валіном. Хоча це є різницею амінокислот, це відповідає за цей небезпечний для життя стан анемії.

Як правило, гемоглобін виявляє більшу спорідненість до кисню, оскільки є чотири кисневі зв'язуючі ділянки, розташовані всередині молекули гемоглобіну. Після того, як молекула гемоглобіну насичується киснем, кров набуває яскраво-червоний колір, і цей стан називається кров'ю, що кисне. Другий стан гемоглобіну відомий як дезоксигемоглобін, якому не вистачає кисню. При цьому стан крові має темно-червоний колір.

Які подібності між гемоціаніном та гемоглобіном?

• Гемоціанін і гемоглобін - це білки.
• Обидва типи молекул працюють як дихальні пігменти.
• Вони переносять кисень до тканин тіла.
• Тому вони можуть зв’язуватися з киснем.

Яка різниця між гемоціаніном та гемоглобіном?

Гемоціанін - білок, що містить мідь, присутній в суспензії в гемолімфі безхребетних, яка транспортує кисень всередині організму. З іншого боку, гемоглобін - це білок, що містить залізо в еритроцитах хребетних, який транспортує кисень та вуглекислий газ через кров. Отже, це ключова відмінність гемоціаніну від гемоглобіну. Структурно гемоціанін складається з багатьох білкових субодиниць, тоді як гемоглобін складається з двох альфа-ланцюгів та двох бета-ланцюгів.

Більше того, гемоціанін - це вільно плаваючий білок, тоді як гемоглобін зв’язується з еритроцитами. Ще одна важлива відмінність гемоціаніну від гемоглобіну полягає в тому, що центральним іоном гемоціаніну є мідь, а центральним іоном гемоглобіну є залізо. Найголовніше, що колір гемоціаніну - блакитний, тоді як колір гемоглобіну - червоний. Тому це ще одна значна різниця між гемоціаніном і гемоглобіном.

Підсумок - Гемоціанін проти гемоглобіну

Гемоціанін і гемоглобін - два металопротеїни, які транспортують кисень через кров. Тому вони є дихальними пігментами, які працюють як носії кисню. Ключова відмінність гемоціаніну від гемоглобіну полягає в тому, що гемоціанін - це мідь, що містить мідь, позаклітинний білок, тоді як гемоглобін є внутрішньоклітинним білком, що містить залізо. Більш того, гемоціаніни є у безхребетних тварин, особливо у молюсків та членистоногих, тоді як гемоглобіни містяться у крові хребетних. Крім того, колір оксигенованого гемоціаніну - синій, тоді як колір оксигенованого гемоглобіну - червоний.

Довідка:

1. Холде, Кенсал Е. Ван та Карен І. Міллер. "Гемоціаніни та еволюція безхребетних". Журнал біологічної хімії, 11 травня 2001 р., Доступний тут.
2. "Гемоглобін". Wikipedia, Фонд Вікімедіа, 19 грудня 2019 р., Доступний тут.

Надано зображення:

1. "Hemocyanin2" від Манжета М.Є., Міллера К.І., ван Холде К.Е., Хендріксона, штат Вашингтон (Public Domain) через Commons Wikimedia

2. "Гемоглобін 1904 року" від OpenStax College - анатомія та фізіологія, веб-сайт Connexions, 19 червня 2013 р. (CC BY 3.0) через Wikimedia Commons