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抗凍蛋白如何抗凍？
點擊次數(shù)：496 發(fā)布時間：2010-11-9
抗凍蛋白（antifreeze proteins）是生物界的抗凍劑，許多生活在極地的魚類、昆蟲、植物、菌類、細菌等等都要藉助其抗凍性質(zhì)來防止體液結(jié)冰。抗凍蛋白造成凝固點下降的機制并非單純的"依數(shù)"（colligative），而是經(jīng)由蛋白吸附到冰的表面，阻止冰晶繼續(xù)生長。
抗凍蛋白能形成一個較平坦的表面來辨識冰的表面，一旦吸附到冰晶表面，新的冰層必須沿著沒有蛋白的縫隙生長，因而造成彎曲的表層，局部凝固點也就跟著下降。然而在微觀下，冰的表面并不是真的平坦而有序的，據(jù)估計冰與水的界面能厚達10-1（angstroms）。究竟抗凍蛋白如何辨識這樣一個無序（disordered）的冰層表面？
德國海德堡大學(xué)的科學(xué)家藉由分子動力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)，抗凍蛋白其中一面的水合層能自己形成一種"類冰"（quasi-ice）的結(jié)構(gòu)，當(dāng)它接近冰晶的時候，冰晶很容易能沿著此"類冰"結(jié)構(gòu)生長，zui后蛋白跟冰晶之間的空間就被填滿了，蛋白也就跟冰結(jié)合在一起了。與其說是抗凍蛋白直接辨識冰晶，此過程更像是蛋白誘導(dǎo)冰晶來辨識自己。除了這個用來結(jié)合冰晶的蛋白表面之外，抗凍蛋白其它表面上的水層相較之下缺乏結(jié)構(gòu)，因此冰晶無法沿著其它的表面生長，也使得抗凍蛋白不至于被冰晶吞噬而失去功能。