Hemocyjaniny to białka układu oddechowego, które są wykorzystywane do transportu tlenu w mięczakach i skorupiakach, a także u niektórych owadów. Są one analogiczne w działaniu do hemoglobiny znajdującej się we krwi kręgowców. Zarówno hemoglobina, jak i hemocyjaniny są metaloproteinami lub białkami zawierającymi jon metalu, ale hemocyjaniny zawierają raczej miedź niż żelazo i nie są związane z krwinkami. Zamiast tego unoszą się swobodnie w hemolimfie, płynie krążącym skorupiaków i mięczaków. Białka te zostały przebadane pod kątem korzyści terapeutycznych, w tym zastosowania jako potencjalnego leczenia raka.
Wiele organizmów wykorzystuje hemocyjaniny do transportu tlenu. Zwłaszcza mięczaki, grupa bezkręgowców, która obejmuje małże, skałoczepy, ślimaki, kałamarnice i pokrewne gatunki, polegają na nich. Kraby, homary, kraby i inne stawonogi również wykorzystują te białka, podobnie jak niektóre owady.
W przypadku skorupiaków i mięczaków żyjących w zimnych środowiskach wodnych o niskiej zawartości tlenu, hemocyjaniny są skuteczniejsze niż hemoglobina jako metoda transportu tlenu. Jako swobodnie unoszące się białko, hemocyjanina może występować w hemolimfie w większej gęstości niż hemoglobina, która musi być zawarta w komórkach. Zwiększona gęstość białek oddechowych pozwala organizmowi „zbierać” więcej tlenu, co jest przydatne w środowiskach o niskiej zawartości tlenu.
Wadą wysokiego stężenia hemocyjaniny w hemolimfie jest to, że zwiększa ona lepkość płynu oddechowego, utrudniając organizmowi krążenie płynu wokół ciała. Z tego powodu hemocyjanina jest najbardziej korzystna dla organizmów, które zużywają mniej energii na ruch, takich jak wolno poruszające się kraby i mięczaki. W warunkach lądowych o różnych warunkach środowiskowych, hemoglobina jest bardziej wydajnym białkiem transportującym tlen. Nieliczne owady, które mają hemocyjaniny, zachowują je bardziej jako cechę przodków – ewolucyjną pozostałość z wcześniejszych czasów – niż jako zaletę funkcjonalną.
Metaloproteina hemocyjaniny składa się chemicznie z dwóch atomów miedzi związanych z dwuatomową cząsteczką tlenu — cząsteczką zawierającą dwa atomy tlenu. Kiedy miedź wiąże się z tlenem i przenosi go przez hemolimfę, zostaje dotleniona i zmienia kolor, zmieniając kolor na niebieski. Ta zmiana koloru odpowiada za niebiesko-fioletowe zabarwienie, które można zaobserwować u niektórych krabów i homarów.
Badania wykazały, że hemocyjaniny niektórych mięczaków mogą mieć zastosowanie lecznicze. Hemolimfa Concholepas concholepas, znana również jako chilijski uchowiec, zawiera białka oddechowe, które, jak wykazano, zmniejszają guzy pęcherza u myszy. Skałoczepek, Megathura crenulata, dostarcza hemocyjaninę skałoczepa (KLH), która jest oczyszczana do wykorzystania w biotechnologii. W szczególności KLH jest stosowany jako białko nośnikowe dla przeciwciał. Może być również przydatny jako składnik szczepionek przeciwnowotworowych.