呼吸色素は 、さまざまな重要な機能を果たす金属タンパク質 であり、その主な機能は酸素の 輸送である。[ 1 ] 。 呼吸色素 には、ヘモグロビン、 ヘモシアニン 、エリスロクルオリン- クロロクルオリン 、およびヘメリトリン の 4 つの主要な分類がある。ヘムを含むグロビン[ a ] [ 2 ]
呼吸色素の比較 ヘモグロビン、エリスロクルオリン 、クロロクルオリンはすべてグロビンで あり、共通のコアを持つ鉄ヘムタンパク質です。これらの色は、ヘム とFe2 + の吸収スペクトルに由来します。エリスロクルオリンとクロロクルオリンは、一部の無脊椎動物が利用している巨大グロビンで、互いに密接に関連しています。クロロクルオリンは特殊なヘム基を持つため、異なる色を呈します。
ヘモグロビンなど、様々な色の複合タンパク質は、生物体内に存在し、細胞呼吸における酸素輸送の役割を果たす。
グロビンズ グロビンは非常に古い分子であり、一種の分子時計としても機能すると考えられています。脊椎動物と無脊椎動物の分岐が10億年以上前に起こったことを示す年代測定にも用いられてきました。グロビンは生物学的に広く分布しており、9つ以上の異なる動物門に存在するだけでなく、一部の真菌や細菌にも存在し、一部のマメ科植物の根にある窒素固定根粒からも検出されています。植物の根細胞からグロビン遺伝子が単離されたことで、植物と動物が共有する共通祖先から受け継いだグロビン遺伝子がすべての植物に存在する可能性が示唆されています。[ 7 ]
脊椎動物ヘモグロビン 脊椎動物は、赤血球に含まれる四量体ヘモグロビンを使って呼吸します。人体だけでも複数の種類のヘモグロビンが見つかっています。ヘモグロビンAは「正常」ヘモグロビンで、出生後に最も多く見られるヘモグロビンの変異体です。ヘモグロビンA2は、赤血球に含まれるヘモグロビンの微量成分です。ヘモグロビンA2は、赤血球ヘモグロビン全体の3%未満を占めます。ヘモグロビンFは通常、胎児期にのみ見られます。ヘモグロビンFは出生後に劇的に減少しますが、生涯を通じてある程度のヘモグロビンFを生成する人もいます。[ 8 ]
その他の動物ヘモグロビン 動物は呼吸に非常に多様なグロビンを利用する。構造に基づいて、それらは以下のように分類できる。[ 9 ] ：
細胞内ヘモグロビン。これらのグロビンは、脊椎動物のヘモグロビンと同様に、細胞内に存在します。 多サブユニット型ヘモグロビン。これらのグロビンは複合体を形成し、細胞外で作用する。 多ドメイン・多サブユニット型ヘモグロビン。これらのグロビンは複合体を形成し、細胞外で機能し、ペプチド鎖ごとに複数のグロビンドメインを持つ。 エリスロクルオリンとクロロクルオリンは、多サブユニット型ヘモグロビンに属し、特に12個の12量体型に分類される。
レグヘモグロビン レグヘモグロビン は、ミオグロビンと構造が類似した分子で、現在、インポッシブルバーガー などの人工肉製品に使用され、肉の色と味の両方を再現しています。[ 10 ] [ 11 ]
ヘモシアニン ヘモシアニンは、ヘモグロビンの鉄とは異なり、酸素結合分子として銅を使用する呼吸色素です。ヘモシアニンは節足動物 と軟体動物の 両方に存在しますが、この分子は両門で独立して進化したと考えられています。節足動物と軟体動物には、ヘモシアニンと構造が似ているものの、全く異なる役割を果たす分子が他にもいくつか存在します。例えば、銅を含むチロシナーゼは、免疫防御、創傷治癒、節足動物のクチクラにおいて重要な役割を果たしています。ヘモシアニンと構造が似ている分子は、ヘモシアニンスーパーファミリーに分類されます。[ 12 ]
注記 ↑ 広義には「ヘモグロビン」とも呼ばれる ↑ 厳密には、四量体の場合
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外部リンク 遺伝子オントロジー– GO:0005344: 酸素運搬活性
