Ванабинс - Википедия - Vanabins

Трехмерное представление структуры Vanabin2 из Ascisia sydneiensis var. Samea.

Ванабинс (также известен как ассоциированные с ванадием белки или хромаген ванадия) являются особой группой ванадий переплет металлопротеины. Ванабины встречаются почти исключительно в клетки крови, или же ванадоциты из некоторых оболочки (морские брызги), в том числе Ascidiacea. Ванабины, извлеченные из оболочка ванадоциты часто называют гемованадины. Эти организмы способны концентрировать ванадий до уровня более чем, а иногда и намного более чем в 100 раз выше, чем в окружающей среде. морская вода. Белки ванабина, по-видимому, участвуют в сборе и накоплении этого иона металла. В настоящее время нет окончательного понимания того, почему эти организмы собирают ванадий.

Немецкий химик Мартин Хенце обнаружил ванадий в асцидии в 1911 г.[1][2][3]

Теории

Ванабины как переносчики кислорода

Из-за высокой концентрации ванадия в крови предполагалось, что ванабины используются для кислородный транспорт как железо гемоглобин или на основе меди гемоцианин. К сожалению, нет никаких научных доказательств, подтверждающих это. гипотеза.

Самая высокая концентрация ванадия, обнаруженная до сих пор, 350 мМ, был обнаружен в клетках крови Асцидия гемматы принадлежащий к подотряд Флебобранхия. Эта концентрация в 10 000 000 раз выше, чем в морской воде.[4]

Ванабины накапливают ванадий в клетках крови и продуцируют виды V (III) и ионы ванданила (V (IV)) из ортованадат-ионов (V (V)) с использованием НАДФН как Восстановитель. Ванабины также переносят восстановленные формы ванадия в вакуоли ванадоциты (ванадийсодержащие клетки крови). Вакуоли поддерживают очень кислый pH 1,9, что стало возможным благодаря закачке ионов водорода в вакуоли за счет использования энергоемкого H+-ATPase. Все использование НАДФН и АТФ сбор и поддержание ванадия чрезвычайно энергоемко, что необычно для белков, переносящих кислород.

Другие белки, переносящие кислород, имеют очень низкий константа диссоциации своим металлом протезная группа и прочно свяжите эти группы. С другой стороны, ванабины имеют умеренную константу диссоциации и не связывают ванадий прочно. Что наиболее важно, из-за этой умеренной константы диссоциации ванадий обычно находится в свободном плавании и отделен от любых белков внутри вакуолей. Это полностью отличается от других белков, переносящих кислород.

Ванабины не переносчики кислорода

Наиболее убедительным доказательством того, что ванадий не используется для переноса кислорода, является то, что многие асцидии и оболочники также имеют гемоцианин в их крови, которая, как можно предположить, отвечает за весь перенос кислорода.

Использование ванабинов и ванадия для транспорта кислорода у асцидий и оболочников сомнительно. Другая предполагаемая причина, по которой эти организмы собирают ванадий, заключается в том, что они становятся токсичными для хищники, паразиты и микроорганизмы.

Технологическое использование ванабинов

Мировой океан несет разбавленные концентрации редких минералов. Общая сумма золото, Серебряный, марганец и платина (среди прочего) во всех мировых океанах соперничает с земными шахты, но из-за низкого концентрация добыча этих минералов в морской воде считается нецелесообразной. Понимание механизмов, лежащих в основе того, как некоторые организмы концентрируют редкие минералы (например, сидерофоры ) из морской воды можно было сделать это биотехнологически можно выращивать и разводить организмы для фильтрации морской воды и извлечения этих минералов, аналогично биовыщелачивание.

Рекомендации

  1. ^ Хенце М (1911). "Untersuchungen über das Blut der Ascidien. 1. Mitteilung. Die Vanadiumverbindung der Blutkörperchen" [Исследования крови морских брызг. I. Связь. Соединение ванадия клеток крови. Биологическая химия (на немецком). 72 (5–6): 494–501. Дои:10.1515 / bchm2.1911.72.5-6.494.
  2. ^ Мичибата Х., Уяма Т., Уэки Т., Канамори К. (2002). Ванадоциты, клетки содержат ключ к разрешению высокоселективного накопления и восстановления ванадия в асцидиях. Микроскопические исследования и техника. Том 56, выпуск 6, страницы 421 - 434
  3. ^ Хенце, М. (1911). "Untersuchungen über das Blut der Ascidien. I. Mitteilung. Die Vanadiumverbindung der Blutkörperchen". Hoppe-Seyler's Zeitschrift für Physiologische Chemie. 72 (5–6): 494–501. Дои:10.1515 / bchm2.1911.72.5-6.494.
  4. ^ Тацуя Уэки; Нобуо Ямагути и Хитоши Мичибата (2003). «Хлоридный канал в ванадоцитах богатого ванадием асцидии. Ascidia sydneiensis samea" (PDF). Сравнительная биохимия и физиология. 136 (1): 91–98. Дои:10.1016 / с1096-4959 (03) 00175-1. PMID  12941642. Архивировано из оригинал (PDF) 6 июня 2014 г.. Получено 13 августа 2013.

внешняя ссылка