Las vanabinas (también conocidas como proteínas asociadas al vanadio o cromágeno de vanadio ) son un grupo de metaloproteínas de unión al vanadio . Las vanabinas se encuentran casi exclusivamente en las células sanguíneas , o vanadocitos , de algunos tunicados (ascidias), incluida la Ascidiacea . Las vanabinas extraídas de los vanadocitos tunicados suelen denominarse hemovanadinas . Estos organismos son capaces de concentrar vanadio del agua de mar circundante , y las proteínas vanabina han participado en la recogida y acumulación de este ion metálico. [1] En la actualidad no existe una comprensión concluyente de por qué estos organismos recolectan vanadio.
Se ha informado que el vanadio se encuentra en altas concentraciones en la sangre del pepino de mar Stichopus . [2] Sin embargo, investigaciones posteriores han encontrado poco o nada de vanadio en este y otros cuatro géneros de pepinos de mar. [3]
Debido a la alta concentración de vanadio en la sangre, se supone que los vanabinos se utilizan para el transporte de oxígeno, como la hemoglobina a base de hierro o la hemocianina a base de cobre . Desafortunadamente no se puede encontrar evidencia científica que respalde esta hipótesis .
La mayor concentración de vanadio encontrada hasta el momento, 350 mM , se encontró 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 V (III) e iones vanadilo (V (IV)) a partir de iones ortovanadato (V (V)), con el uso de NADPH como agente reductor . Las vanabinas también transportan las especies reducidas de vanadio 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 contiene), lo que es posible bombeando iones de hidrógeno a las vacuolas mediante el uso de H + -ATPasa que consume mucha energía. Todo el uso de NADPH y ATP para recolectar y mantener el vanadio consume mucha energía, algo inusual para las proteínas que transportan oxígeno.
Otras proteínas transportadoras de oxígeno tienen una constante de disociación muy baja con su grupo protésico metálico y se unen estrechamente a estos grupos. Las vanabinas, por otro lado, tienen una constante de disociación moderada y no se unen firmemente al vanadio. Lo más importante es que, debido a esta constante de disociación moderada, el vanadio generalmente se encuentra flotando libremente y separado de cualquier proteína dentro de las vacuolas. Esto es completamente diferente de otras proteínas transportadoras de oxígeno.
Otra posible función es que los organismos que contienen vanabina escindan el núcleo de los compuestos a base de cloro , como el magnesio de la clorofila , y lo reemplacen con su centro de vanadio para unir y recolectar energía a través de complejos recolectores de luz . Se cree que la bacteria contenida en el humus de lombriz, Rhodopseudomonas palustris ,[1] hace esto durante su modo de metabolismo de fotoautotrofismo . Con esta información se puede plantear la hipótesis de que el kerógeno es el resultado de bacterias fotoautótrofas que utilizan vanabina como método para unirse a la clorofila.
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 la sangre que se podría suponer que se encarga de todo el transporte de oxígeno.
El uso de vanabinas y vanadio para el transporte de oxígeno en ascidias y tunicados es dudoso. Otra razón hipotética para que estos organismos recolecten vanadio es volverse tóxicos para los depredadores , parásitos y microorganismos .
El químico alemán Martin Henze descubrió el vanadio en las ascidiaceas en 1911. [5] [6] [7]