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Vanabin

Representación 3D de la estructura de Vanabin2 de Ascisia sydneiensis var. samea Las vanabinas (también conocidas como proteínas asociadas al vanadio o cromógeno de vanadio ) so...

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Representación 3D de la estructura de Vanabin2 de Ascisia sydneiensis var. samea

Las vanabinas (también conocidas como proteínas asociadas al vanadio o cromógeno de vanadio ) son un grupo de metaloproteínas que se unen al vanadio . Las vanabinas se encuentran casi exclusivamente en las células sanguíneas , o vanadocitos , de algunos tunicados (ascidias), incluidos los Ascidiacea . Las vanabinas extraídas de los vanadocitos de los tunicados se denominan a menudo hemovanadinas . Estos organismos son capaces de concentrar vanadio del agua de mar circundante , y las proteínas vanabina han estado involucradas en la recolección y acumulación de este ion metálico. [ 1 ] Actualmente no existe una comprensión concluyente de por qué estos organismos recolectan vanadio.

Se ha detectado vanadio en altas concentraciones en la sangre del pepino de mar Stichopus . [ 2 ] Sin embargo, investigaciones posteriores han encontrado poco o ningún vanadio en este y otros cuatro géneros de pepinos de mar. [ 3 ]

Función posible

Las vanabainas como transportadores de oxígeno

Debido a la alta concentración de vanadio en la sangre, se ha supuesto que las vanabinas se utilizan para el transporte de oxígeno, al igual que la hemoglobina (que contiene hierro) o la hemocianina ( que contiene cobre) . Lamentablemente, no se ha encontrado evidencia científica que respalde esta hipótesis .

La mayor concentración de vanadio encontrada hasta ahora, 350 mM , se halló en las células sanguíneas de Ascidia gemmata, perteneciente al suborden Phlebobranchia . Esta concentración es 10.000.000 de veces mayor que la del agua de mar. [ 4 ]

Las vanabinas acumulan vanadio en las células sanguíneas y producen especies de V(III) e iones vanadilo (V(IV)) a partir de iones ortovanadato (V(V)), utilizando NADPH como agente reductor . Las vanabinas también transportan las especies de vanadio reducidas a las vacuolas de los vanadocitos (células sanguíneas que contienen vanadio). Las vacuolas se mantienen a un pH muy ácido de 1,9 (debido al ácido sulfúrico que contienen), lo cual es posible gracias al bombeo de iones hidrógeno hacia las vacuolas mediante la H + -ATPasa, un proceso que requiere mucha energía. Todo el uso de NADPH y ATP para recolectar y mantener el vanadio es extremadamente intensivo en energía, algo inusual para las proteínas transportadoras de oxígeno.

Otras proteínas transportadoras de oxígeno presentan una constante de disociación muy baja con su grupo prostético metálico y se unen fuertemente a estos grupos. Las vanabinas, en cambio, tienen una constante de disociación moderada y no se unen fuertemente al vanadio. Lo más importante es que, debido a esta constante de disociación moderada, el vanadio suele encontrarse libre y separado de cualquier proteína dentro de las vacuolas. Esto es completamente diferente de otras proteínas transportadoras de oxígeno.

Las vanabainas no son transportadoras de oxígeno.

La evidencia más convincente en contra del uso del vanadio para el transporte de oxígeno es que muchas ascidias y tunicados también tienen hemocianina en su sangre, la cual podría suponerse que se encarga de todo el transporte de oxígeno.

Es dudoso que ascidias y tunicados utilicen vanabinas y vanadio para el transporte de oxígeno. Otra hipótesis sobre la posible razón por la que estos organismos acumulan vanadio es para volverse tóxicos para depredadores , parásitos y microorganismos .

Historia

El químico alemán Martin Henze descubrió el vanadio en los ascidios en 1911. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

Referencias

  1. ^ Ueki T, Uwagaki M, Yamamoto S, Michibata H (noviembre de 2014). "Participación de tiorredoxina en la reacción de reducción V (V) de Vanabin2" (PDF) . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 1840 (11): 3238– 3245. doi : 10.1016/j.bbagen.2014.07.023 . PMID 25108063 . Archivado desde el original (PDF) el 26 de noviembre de 2022 . Consultado el 10 de agosto de 2022 . 
  2. ↑ Phillips A (1918). Una posible fuente de vanadio en rocas sedimentarias . Universidad de Princeton. pág. 473. 
  3. ↑ Ciereszko LS, Ciereszko EM, Harris ER, Lane CA (1962). "Sobre la presencia de vanadio en holoturias". Bioquímica y fisiología comparadas . 7 ( 1– 2): 127– 129. doi : 10.1016/0010-406X(62)90034-8 . PMID 14021342 . 
  4. ↑ Ueki T, Yamaguchi N, Michibata H (septiembre de 2003). "Canal de cloruro en vanadocitos de una ascidia rica en vanadio Ascidia sydneiensis samea" (PDF) . Bioquímica y fisiología comparadas. Parte B, Bioquímica y biología molecular . 136 (1): 91–98 . doi : 10.1016/s1096-4959(03)00175-1 . PMID 12941642. Archivado del original (PDF) el 6 de junio de 2014. Recuperado el 13 de agosto de 2013 . 
  5. ↑ Henze M. (1911). "Untersuchungen über das Blut der Ascidien. 1. Mitteilung. Die Vanadiumverbindung der Blutkörperchen" [ Estudios sobre la sangre de las ascidias. I. Comunicación. El compuesto de vanadio de las células sanguíneas . Química biológica (en alemán). 72 ( 5– 6): 494– 501. doi : 10.1515/bchm2.1911.72.5-6.494 .
  6. ↑ Michibata H, Uyama T, Ueki T, Kanamori K (marzo de 2002). "Los vanadocitos, células que poseen la clave para resolver la acumulación y reducción altamente selectiva de vanadio en ascidias". Microscopy Research and Technique . 56 (6): 421– 434. doi : 10.1002/jemt.10042 . PMID 11921344 . 
  7. ↑ Henze M. (1911). "Untersuchungen über das Blut der Ascidien. I. Mitteilung. Die Vanadiumverbindung der Blutkörperchen" . Zeitschrift für Physiologische Chemie de Hoppe-Seyler . 72 ( 5– 6): 494– 501. doi : 10.1515/bchm2.1911.72.5-6.494 .
  • Caracterización de las vanabinas, proteínas fijadoras de vanadio, sustancias clave en la acumulación de vanadio en ascidias en Wayback Machine (archivado el 18 de diciembre de 2005).
  • Transferencia de genes de vanabina a bacterias