ヴァナビン

バナビン（バナジウム関連タンパク質またはバナジウムクロマゲンとも呼ばれる）は、バナジウム結合金属タンパク質のグループです。バナビンは、ホヤ類を含む一部のホヤ類の血液細胞、またはバナドサイトにほぼ独占的に存在します。ホヤ類のバナドサイトから抽出されたバナビンは、しばしばヘモバナジンと呼ばれます。これらの生物は周囲の海水からバナジウムを濃縮することができ、バナビンタンパク質はこの金属イオンの収集と蓄積に関与しています。^[1]現在のところ、これらの生物がバナジウムを収集する理由については決定的な理解はありません。

バナジウムは、ナマコの Stichopus属の血液中に高濃度で含まれていることが報告されている。^[2]しかし、その後の研究では、このナマコ属と他の4属のナマコにはバナジウムがほとんど含まれていないか、全く含まれていないことが判明した。^[3]

血液中のバナジウム濃度が高いため、バナビンは鉄ベースのヘモグロビンや銅ベースのヘモシアニンのように酸素輸送に使用されていると考えられてきました。残念ながら、この仮説を裏付ける科学的証拠は見つかっていません。

これまでに発見されたバナジウムの最高濃度は、350 mMで、ホヤ亜目（ Phlebobranchia）に属するホヤの血球で発見されました。この濃度は海水中の濃度の10,000,000倍です。^[4]

バナビンは血液細胞にバナジウムを蓄積し、NADPHを還元剤として使用して、オルトバナデートイオン（V(V)）からV(III)種とバナジルイオン（V(IV)）を生成します。バナビンはまた、還元されたバナジウム種をバナドサイト（バナジウムを含む血液細胞）の液胞に輸送します。液胞は、エネルギーを大量に消費するH ⁺ -ATPaseを使用して水素イオンを液胞に送り込むことで、1.9という非常に酸性の強いpHに保たれます（硫酸のため）。バナジウムを収集して維持するためにNADPHとATPを使用するのは非常にエネルギーを消費しますが、これは酸素を輸送するタンパク質としては異例です。

他の酸素輸送タンパク質は、金属補欠分子族との解離定数が非常に低く、これらの基と強く結合します。一方、バナビンは中程度の解離定数を持ち、バナジウムと強く結合しません。最も重要なのは、この中程度の解離定数のため、バナジウムは通常、液胞内のタンパク質から分離されて浮遊しているということです。これは、他の酸素輸送タンパク質とはまったく異なります。

酸素輸送にバナジウムが使用されていることに対する最も説得力のある証拠は、多くのホヤ類や尾索動物の血液中にヘモシアニンも含まれており、これが酸素輸送のすべてを担っていると考えられることです。

ホヤ類や尾索動物における酸素輸送のためのバナビンやバナジウムの利用については疑わしい。これらの生物がバナジウムを集めるもう一つの仮説的理由は、捕食者、寄生虫、微生物に対して自らを有毒にするためである。

ドイツの化学者マルティン・ヘンツェは1911年にホヤ類からバナジウムを発見した。 ^{[5] [6] [7]}

• Wayback Machineの「バナビン、バナジウム結合タンパク質、ホヤ類におけるバナジウム蓄積の主要物質の特性評価」（2005 年 12 月 18 日アーカイブ）
• バナビン遺伝子を細菌に導入する