헤모시아닌

Hemocyanin
헤모시아닌은 구리 이온 때문에 헤모시아닌이 들어있는 피를 가진 투구게의 혈액처럼 혈구의 농도가 진해지면 파란 색을 띠고, 이에대한 유례로 이름에 파랗다는 뜻이 붙었다. hemo(피)+cyan(파랑).
헤모시아닌은 피조개같은 드문 경우를 제외한, 대부분의 무척추동물의 혈액에 함유된 단백질로, 헤모글로빈과 마찬가지로 혈액 속에서 산소를 운반한다.
헤모글로빈에는 포르피린(porphyrin) 구조에 철 이온이 붙은 헴(heme)을 가지고 있지만, 헤모시아닌에는 포르피린 구조 자체가 없고[1], 대신 구리 이온이 두 개가 붙어 있으며 이 구리 이온들이 산소와 결합한다.
헤모글로빈은 일반적으로 적혈구에 결합되어 있지만, 헤모시아닌은 따로 혈장에 녹아있다. 왜냐하면 네 단위체가 모여서 4개의 산소를 운반하는 한 단위가 되는 헤모글로빈과 달리, 헤모시아닌은 1개의 산소를 운반할 수 있는 단위체들이 모여서 작은 중합체를 만들고, 중합체들이 또 모여서 헤모글로빈에 비해 훨씬 큰 사슬, 덩어리 형태로 존재하기 때문이다. 예를 들면 파란 피로 유명한 투구게의 경우 육합체(hexamer) 8개(즉 48개의 단위체)가 모여서 하나의 헤모시아닌으로 작동한다. 그래서 분자량도 무려 50만~600만에 달하는데, 반면 헤모글로빈은 64,500이지만, 구리 이온은 철 이온보다 산소 운반력이 부족하기 때문에 헤모시아닌의 산소 운반 효율은 일반적인 헤모글로빈의 약 1/4 정도에 불과하다. 그래서 척추 동물같이 활동량이 많고 몸 크기가 큰 경우의 산소 소모량을 감당하기는 어렵다.
곤충강의 절지동물들은 육상생활에 완전히 적응하여 공기->조직 으로의 직접적인 산소이동이 가능하도록 호흡계가 진화했다. 때문에 헤모시아닌이 더 이상 산소운반 기능을 수행하지 않으며, hexamerin이라는 단백질로 변화하여 아미노산 저장 역할을 수행하게 되었다.
하지만 온도가 낮아지면 헤모글로빈은 산소 운반력이 급격히 떨어지는 데에 비해 헤모시아닌은 온도가 낮아도 산소 운반력이 크게 떨어지지 않아서 저온의 바다에서 사는 동물에게는 헤모글로빈보다 유리하며, 또 헤모시아닌은 헤모글로빈과 달리 일산화탄소와는 잘 결합하지 않으므로 일산화탄소 중독의 위험으로부터 안정적이다.

[1] 포르피린에 철이 붙은 것이 헴이므로 헤모시아닌에는 헴이 없다(!). 오히려 이름에 헴이 없는 미오글로빈에는 헤모글로빈과 같이 헴이 있다.