Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ванадийді байланыстыратын ақуыздар тұқымы
Family of vanadium binding proteins
Ванабиндер (сонымен қатар ванадийге байланысты ақуыздар немесе ванадий хромогендері деп те аталады) – ванадийді байланыстыратын металлопротеиндер тобы. Ванабиндер көбінесе кейбір туникалықтардың (теңіз құрттарының), оның ішінде Ascidiacea-ның қан жасушаларында немесе ванадоциттерінде ғана кездеседі. Туникалық ванадоциттерден алынған ванабиндерді көбінесе гемованадиндер деп атайды. Бұл организмдер қоршаған теңіз суынан ванадийді шоғырландыра алады, ал ванабин ақуыздары осы металл ионын жинау және қалыптастыру процесіне қатысады. Қазіргі уақытта осы организмдердің ванадийді неліктен жинап алатыны туралы толыққанды түсінік жоқ. Stichopus теңіз қияқтың қанында ванадийдің жоғары концентрациясы туралы хабарланған. Алайда, кейінгі зерттеулер осы және тағы төрт теңіз қияқтың туысында ванадийдің көбінесе жоқ екенін немесе өте аз мөлшерде табылатынын көрсетті.
Vanabins (also known as vanadium associated proteins or vanadium chromagen) are a group of vanadium binding metalloproteins. Vanabins are found almost exclusively in the blood cells, or vanadocytes, of some tunicates (sea squirts), including the Ascidiacea. The vanabins extracted from tunicate vanadocytes are often called hemovanadins. These organisms are able to concentrate vanadium from the surrounding seawater, and vanabin proteins have been involved in collecting and accumulating this metal ion. At present there is no conclusive understanding of why these organisms collect vanadium. Vanadium has been reported in high concentrations in the blood of the sea cucumber Stichopus. However, later research has found little or no vanadium in this and four other sea cucumber genera.
Ванабиндер оттегі тасымалдаушы ретінде
Қандағы ванадийдің жоғары концентрациясына байланысты, ванабиндердің темірге негізделген гемоглобин немесе мысқа негізделген гемоцианин сияқты оттегі тасымалдауға қолданылатыны болжанады. Алайда, бұл гипотезаны қолдайтын ғылыми дәлелдер табылмады. Қазірге дейін табылған ең жоғары ванадий концентрациясы – 350 мМ, ол Ascidia gemmata (Phlebobranchia) подпорядкіне жататын түрінің қан жасушаларында кездеседі. Бұл көрсеткіш теңіз суындағы концентрациядан 10 миллион есе жоғары. Ванабиндер қан жасушаларында ванадийді жинақтап, ортованадат иондарынан (V) редуктор ретінде NADPH-ты пайдалана отырып, V(III) түрлерін және ванадил иондарын (V(IV)) түзетіп шығарады. Ванабиндер сондай-ақ, ванадийдің тотығу деңгейі төмендеген түрлерін ванадоциттердің (ванадийді қан жасушаларының) вакуолаларына жеткізеді. Вакуолалардың pH көрсеткіші өте төмен, 1.9-ға тең (мұндағы күкірт қышқылының әсерінен), және энергияға зор талап ететін H+ АТФаза арқылы вакуолаларға сутегі иондарын сору арқылы осы көрсеткіш сақталады. Ванадийді жинау және сақтау үшін NADPH және ATP-ны пайдалану өте көп энергияны қажет етеді, бұл оттегі тасымалдаушы ақуыздар үшін ерекше жағдай. Басқа оттегі тасымалдаушы ақуыздардың металл протездік тобымен диссоциация тұрақтылығы өте төмен болады және бұл топтар тығыз байланысады. Ал ванабиндердің диссоциация тұрақтылығы орташа деңгейде және ванадиймен тығыз байланыспайды. Ең маңыздысы, осы орташа диссоциация тұрақтылығының арқасында ванадий көбінесе вакуолалар ішінде еркін күйде, кез келген ақуыздардан бөлініп жүзеді. Бұл басқа оттегі тасымалдаушы ақуыздардан мүлдем өзгеше. Тағы бір мүмкін функциясы – ванабинді құрайтын организмдер хлорлы қосылыстардың, мысалы хлорофиллдегі магнийдің ядросын бөліп алып, оны ванадий орталығымен алмастырып, жарық энергиясын жинау кешендері арқылы энергияны қосып алуы мүмкін. Бұл процесті құрттардың қоқысынан табылған Rhodopseudomonas palustris бактериясы фотоавтотрофтық метаболизмі кезінде жасайды деп есептеледі. Осы ақпарат негізінде, керогеннің хлорофиллге ванабин арқылы бекінетін фотоавтотрофты бактериялардың қызметінің нәтижесі болуы мүмкін деген гипотеза жасауға болады.
Because of the high concentration of vanadium in the blood, it has been assumed that vanabins are used for oxygen transport like iron based hemoglobin or copper based hemocyanin. Unfortunately no scientific evidence can be found to back this hypothesis. The highest concentration of vanadium found so far, 350 mM, was found in the blood cells of Ascidia gemmata belonging to the suborder Phlebobranchia. This concentration is 10,000,000 times higher than that in seawater. Vanabins accumulate vanadium in the blood cells and produce V(III) species and vanadyl ions (V(IV)) from orthovanadate ions (V(V)), with the use of NADPH as a reducing agent. Vanabins also transport the reduced vanadium species into the vacuoles of vanadocytes (vanadium containing blood cells). The vacuoles are kept at a very acidic pH of 1.9 (due to sulfuric acid in it), made possible by pumping hydrogen ions into the vacuoles by use of energy intensive H+ ATPase. All the use of NADPH and ATP to collect and maintain the vanadium is extremely energy intensive, unusual for oxygen transporting proteins. Other oxygen transporting proteins have a very low dissociation constant with their metal prosthetic group and bind these groups tightly. Vanabins on the other hand have a moderate dissociation constant and do not tightly bind vanadium. Most importantly, because of this moderate dissociation constant, vanadium is usually found free floating and separated from any proteins inside the vacuoles. This is completely different from other oxygen transporting proteins. Another possible function is that vanabin containing organisms cleave the core out of chlorin based compounds such as the magnesium in chlorophyll and replace it with their vanadium center in order to attach and harvest energy via light harvesting complexes. It is believed that the bacteria contained in worm castings, Rhodopseudomonas palustris, do this during its photoautotrophism mode of metabolism. By this information it may be hypothesized that kerogen is the result of photoautotrophic bacteria using vanabin as their method of attaching to chlorophyll.
Ванабиндер оттегі тасымалдаушы емес
Вандийдің оттегі тасымалдауға қатысты ең сенімді дәлелі – көптеген асцидиялар мен туникаттардың қанында гемоцианин болуы, ол барлық оттегі тасымалын жүзеге асыруға қабілетті деп есептеуге болады. Асцидиялар мен туникаттарда ванабиндер мен ванадийдің оттегі тасымалдау үшін қолданылуы күмәнді. Бұл организмдердің ванадийді жинауының тағы бір гипотезалық себебі – өздерін жеңісшілерге, паразиттерге және микроорганизмдерге уытты ету.
The most convincing evidence against vanadium in use for oxygen transport is that many ascidians and tunicates also have hemocyanin in their blood that could be assumed to handle all oxygen transport. The use of vanabins and vanadium for oxygen transport in ascidians and tunicates is doubtful. Another hypothesized reason for these organisms collecting vanadium is to make themselves toxic to predators, parasites and microorganisms.
Тарих
Неміс химигі Мартин Хенце 1911 жылы асцидиялардың ішінде ванадийді ашты.
German chemist Martin Henze discovered vanadium in ascidiaceans in 1911.