Wanabiny - Vanabins
Wanabiny (znane również jako białka związane z wanadem lub chromagen wanadu ) to specyficzna grupa metaloprotein wiążących wanad . Wanabiny znajdują się prawie wyłącznie w komórkach krwi , czyli wanadocytach , niektórych osłonic (pryskaczy), w tym Ascidiacea . W vanabins wydobyte z tunicate vanadocytes są często nazywane hemovanadins . Organizmy te są w stanie skoncentrować wanad do poziomu wyższego, a czasem znacznie większego, niż 100 razy wyższego niż w otaczającej je wodzie morskiej . Wydaje się, że białka wanabiny są zaangażowane w zbieranie i gromadzenie tego jonu metalu. Obecnie nie ma ostatecznego zrozumienia, dlaczego te organizmy zbierają wanad.
Niemiecki chemik Martin Henze odkrył wanad w wodospadach w 1911 roku.
Teorie
Wanabiny jako nośniki tlenu
Ze względu na wysokie stężenie wanadu we krwi założono, że wanabiny są używane do transportu tlenu, podobnie jak hemoglobina na bazie żelaza lub hemocyjanina na bazie miedzi . Niestety nie znaleziono dowodów naukowych na poparcie tej hipotezy .
Najwyższe dotychczas stwierdzone stężenie wanadu, 350 mM , stwierdzono w krwinkach Ascidia gemmata należących do podrzędu Phlebobranchia . To stężenie jest 10000 000 razy wyższe niż w wodzie morskiej.
Wanabiny gromadzą wanad w krwinkach i wytwarzają formy V (III) oraz jony wandanylu (V (IV)) z jonów ortowanadanu (V (V)), przy użyciu NADPH jako środka redukującego . Wanabiny transportują również zredukowane formy wanadu do wakuoli wanadocytów (krwinek zawierających wanad). W wakuolach utrzymuje się bardzo kwaśne pH 1,9, co jest możliwe dzięki pompowaniu do wakuoli jonów wodoru dzięki zastosowaniu energochłonnej H + -ATPazy. Całe wykorzystanie NADPH i ATP do zbierania i utrzymywania wanadu jest niezwykle energochłonne, co jest niezwykłe w przypadku białek transportujących tlen.
Inne białka transportujące tlen mają bardzo niską stałą dysocjacji ze swoją metalową grupą prostetyczną i ściśle wiążą te grupy. Z drugiej strony wanabiny mają umiarkowaną stałą dysocjacji i nie wiążą mocno wanadu. Co najważniejsze, ze względu na tę umiarkowaną stałą dysocjacji wanad zwykle unosi się swobodnie i jest oddzielony od wszelkich białek wewnątrz wakuoli. To jest zupełnie inne niż w przypadku innych białek transportujących tlen.
Wanabiny nie są nośnikami tlenu
Najbardziej przekonującym dowodem przeciwko wanadowi używanemu do transportu tlenu jest to, że wiele ascidian i osłonic ma również hemocyjaninę we krwi, która, jak można przypuszczać, obsługuje cały transport tlenu.
Zastosowanie wanabin i wanadu do transportu tlenu u ascydiów i osłonic jest wątpliwe. Innym hipotetycznym powodem, dla którego te organizmy zbierają wanad, jest to, że stają się toksyczne dla drapieżników , pasożytów i mikroorganizmów .
Technologiczne wykorzystanie wanabin
Światowe oceany niosą rozcieńczone stężenia rzadkich minerałów. Łączna ilość (między innymi) złota , srebra , manganu i platyny we wszystkich oceanach świata dorównuje kopalniom lądowym , jednak ze względu na niskie stężenie tych minerałów w wodzie morskiej wydobycie uznano za niepraktyczne. Zrozumienie mechanizmów stojących za tym, w jaki sposób niektóre organizmy gromadzą rzadkie minerały (takie jak siderofory ) z wody morskiej, mogłoby umożliwić biotechnologiczny wzrost i hodowlę organizmów w celu filtrowania wody morskiej i ekstrakcji tych minerałów, podobnie jak w przypadku ługowania biologicznego .