바나빈스
Vanabins
바나빈(Banabins, 바나듐 관련 단백질 또는 바나듐 크로마겐이라고도 함)은 바나듐 결합 금속단백질의 특정 그룹이다. 바나빈은 아스키디아체를 포함한 일부 튜네이트의 혈구 세포, 즉 바나드모세포에서 거의 독점적으로 발견된다. 튜니케이트 바나드세포에서 추출한 바나빈은 흔히 헤모바나딘이라고 불린다. 이 유기체들은 바나듐을 주변 바닷물보다 100배 이상, 때로는 훨씬 더 높은 수준으로 농축시킬 수 있다. 바나빈 단백질은 이 금속 이온을 수집하고 축적하는 데 관여하는 것으로 보인다. 현재 이 유기체들이 바나듐을 수집하는 이유에 대한 결정적인 이해는 없다.
독일의 화학자 마르틴 헨제는 1911년 아스피디아체에서 바나듐을 발견했다.[1][2][3]
이론들
산소 운반체로서의 바나빈
혈중 바나듐 농도가 높기 때문에 철분 헤모글로빈이나 구리분 헤모시아닌과 같은 산소 운반에 바나빈이 사용된다고 가정해 왔다. 불행히도 이 가설을 뒷받침할 과학적 증거를 찾을 수 없다.
지금까지 발견된 바나듐 최고농도 350mM는 아스카디아 보석마타(Ascidia gemmata)의 혈액세포에서 하위주문인 Phlebobranchia에 속하는 것으로 밝혀졌다. 이 농도는 바닷물 농도보다 1000만 배 높다.[4]
바나빈은 혈액 세포에 바나듐을 축적하고 정형외과산 이온(V(V)에서 V(III)종과 반다닐 이온(V(V))을 생성하며 NADPH를 환원제로 사용한다. 바나빈은 또한 감소된 바나듐 종을 바나드모세포(바나듐 함유 혈구)의 바쿠올로 운반한다. vacuole은 1.9의 매우 산성 pH로 유지되며, 이는 에너지 집약적인 H-ATPase를+ 사용하여 수소 이온을 vacuole에 펌핑함으로써 가능하다. 바나듐을 수집하고 유지하기 위해 NADPH와 ATP를 사용하는 모든 것은 극도로 에너지 집약적이며, 산소가 단백질을 운반하는 경우는 드물다.
다른 산소를 운반하는 단백질은 금속 보철물 그룹과 매우 낮은 분리 상수를 가지고 있고 이 그룹들을 단단히 묶는다. 반면에 바나빈은 중간 정도의 분리 상수를 가지며 바나듐을 단단히 묶지 않는다. 가장 중요한 것은, 이 적당한 분화 상수 때문에 바나듐은 보통 자유 부유 상태로 발견되며, 바쿠올 안에 있는 어떤 단백질과도 분리된다. 이것은 단백질을 운반하는 다른 산소와는 완전히 다르다.
산소 운반체가 아닌 바나빈
산소 운반에 사용되는 바나듐에 대한 가장 설득력 있는 증거는 많은 아스키디안과 튜네이트도 혈액 속에 헤모시아닌을 가지고 있어 모든 산소 이송을 처리할 수 있다고 가정할 수 있다는 것이다.
아스피디아인과 튜네이트에서 산소 운반에 바나빈과 바나듐을 사용하는 것은 의심스럽다. 이러한 유기체들이 바나듐을 수집하는 또 다른 가설의 이유는 포식자, 기생충, 미생물에 독성을 갖도록 하기 위함이다.
바나빈의 기술적 사용
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세계 대양은 희석된 희귀 광물의 농도를 가지고 있다. 세계의 모든 해양에서 금, 은, 망간, 백금(다른 것들 중)의 총량은 지뢰와 맞먹지만, 바닷물에 이러한 광물들의 농도가 낮기 때문에, 추출은 실용적이지 못한 것으로 여겨져 왔다. 어떤 유기체가 바닷물로부터 희귀 광물을 어떻게 농축하는가에 대한 메커니즘을 이해하면 생물학적으로 생명공학적으로 생육이 가능하게 되고 생물학적으로 바닷물을 걸러내고 이러한 광물을 추출하는 유기체가 생장할 수 있게 할 수 있다.
참조
- ^ Henze M (1911). "Untersuchungen über das Blut der Ascidien. 1. Mitteilung. Die Vanadiumverbindung der Blutkörperchen" [Studies on the blood of sea squirts. I. Communication. The vanadium compound of the blood cells]. Biological Chemistry (in German). 72 (5–6): 494–501. doi:10.1515/bchm2.1911.72.5-6.494.
- ^ 미치바타 H, 우야마 T, 우에키 T, 카나모리 K(2002년) 바나드모세포, 세포는 아스피디아인의 선택성이 높은 바나듐 축적과 감소를 해결할 열쇠를 쥐고 있다. 현미경 연구와 기술. 56권 6호, 421페이지 - 434페이지
- ^ Henze, M. (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. doi:10.1515/bchm2.1911.72.5-6.494.
- ^ Tatsuya Ueki; Nobuo Yamaguchi & Hitoshi Michibata (2003). "Chloride channel in vanadocytes of a vanadium-rich ascidian Ascidia sydneiensis samea" (PDF). Comparative Biochemistry and Physiology. 136 (1): 91–98. doi:10.1016/s1096-4959(03)00175-1. PMID 12941642. Archived from the original (PDF) on 6 June 2014. Retrieved 13 August 2013.
외부 링크
- 웨이백머신에서의 바나빈, 바나듐-결합단백질, 아스키디안 내 바나듐 축적의 핵심물질 특성화 (2005년 12월 18일 기록)
- 바나빈 유전자를 박테리아에 옮기기
