来自甲虫的蛋白质可以彻底改变从器官储存到一些化妆品的一切

科学家表示，甲壳虫能够适应低至零下40摄氏度或零下50摄氏度的生命，可以提供各种线索，从更好的飞机除冰器到改进的器官移植组织储存方法。

德国马克斯普朗克聚合物研究所的蛋白质生物物理学家Konrad Meister表示，自20世纪60年代以来，生物学家已经知道，一些动物含有充当抗冻剂的蛋白质，使它们能够在细胞应该冷冻的温度下存活。

众所周知，这些蛋白质在它们变得足够大以引起细胞损伤之前就会寻找微观的冰晶，粘附它们并阻止它们的生长。

“只要有胚胎冰晶，就会与它结合并阻止晶体生长，”梅斯特说。

为了弄清楚这是如何起作用的，他的研究小组转向了迄今为止发现的最强大的抗冻蛋白之一，来自斯堪的纳维亚的一种叫做黑斑长角牛(Rhagium mordax)的昆虫。

在“化学物理学报”上发表的一项研究中，他们将这种蛋白质放在光滑的冰块上，然后用一种称为外差检测振动和频率生成光谱的方法对下面的冰面进行对等，以确定分子上发生了什么。规模。

传统的防冻剂，例如放入汽车散热器的液体，通过溶解在水中起作用，从而降低其凝固点，就像海洋中的盐一样。

Meister说，抗冻蛋白通过影响水分子在冰晶表面的排列方式起作用。

如果这些分子以一种方式排列，它们会与晶体结合，形成一层新的冰。如果它们以相反的方式对齐，它们就无法绑定它，并且冻结停止。

Meister说，当抗冻蛋白与冰晶结合时，它基本上会迫使介入的水分子与之结合 - 指向它的方向，而不是指向冰。

他说：“我们可以证明，这些抗冻蛋白基本上具有对水的特殊能力，甚至比冰的能力更强。”

“水分子是我的舞伴。我们阻止另一个舞伴来到我们之间。“

潜在的应用很多，但有三个显而易见的应用是开发更好的材料，用于除冰飞机，保存器官，以及保持味道和质地破坏冰晶在冷冻食品(如冰淇淋)中生长。

“每当出现涉及结冰的问题时，这都非常有趣，”梅斯特说。他说，这甚至可能与开发新型抗衰老乳液有关，因为这些也会受到水的影响。

也就是说，不要指望甲虫汁很快就被列为冰淇淋或其他产品的成分。

加拿大圭尔夫大学的食品科学家Douglas Goff表示，虽然这项研究“有趣且新颖”，“生物学相关性极其重要”，但“我不知道任何商业上可用的抗冻蛋白质，食品行业会承受。“

他补充说，他完全支持研究防冻蛋白质如何完成他们的工作。

“我认为我们可以对这些非常有趣的分子所取得的进展非常有用，”他说。

Meister同意应用程序远远超出他研究的特定蛋白质。他说，目标是了解防冻蛋白质的工作原理，并用它来开发合成化合物，可能是聚合物，它们的作用相似。

“我们希望其他团体能够利用这些信息来优化设计[和]帮助他们制造出与抗冻蛋白一样活跃的化合物，”他说。

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