认识到冰的冰

昆虫生存的严酷的北方冬天怎么样?与哺乳动物不同的是,他们没有厚厚的皮毛来保暖。但他们确实有防冻剂。抗冻蛋白(法新社)预防冰的形成和体内蔓延。

这些法新社的存在已经知道了几十年,但是机制管理这种独特的生存技术被证明是很难确定的。一项新的研究发表在《美国国家科学院学报》上,研究人员在犹他大学和加州大学圣地亚哥表明法新社功能同时也为未来的研究提供一个方向。

认识到冰的冰

法新社防止水结冰周围,并迅速结合小冰晶,那里的水已经设法成为一个冰格。如果任其发展,这些晶体否则作为种子和水分子继续向周边传播他们的订购。流行的假说对法新社停止这种机制的预订一个像冰一样的层附近的水冰面的蛋白质结合。然而,主要是由于隔离这个小的困难地区实验从周围的冰和水,这尚未证实,美国化学教授瓦Molinero说。

关注的法新社粉虱甲虫,Tenebrio莫利托(TmAFP),这项研究旨在测试这个假说通过理论方法在不同的空间和时间分辨率。Molinero专门模拟冰在更大的尺度上,同时运用这些技术系统与水接近TmAFP冰表面。使用此设置,她和她的博士生Arpa Hudait观察到冰面上的蛋白质缓慢下跌。他们发现,抓住冰,所有TmAFP需要平行于表面。

重要的是,然而,这种锚定不需要任何之前订购的水变成一个像冰一样的结构。“缓慢运动的蛋白质平行于冰面是跟随一个快速重新定位蛋白质绑定到附近的水冰,“Hudait说。在粉虱甲虫等昆虫,这个绑定的法新社发展冰晶防止进一步结晶的冰。

如何看发生了什么

但Molinero方法缺乏必要的精度来创建光谱预测的绑定事件看起来像光谱仪器。与他的高度准确的水模型,弗朗西斯科·Paesani UCSD和他的博士后研究员,丹尼尔支持与Molinero和她的团队合作来计算红外和拉曼光谱以前所未有的精度。“模拟的优势能够隔离任何想要的区域,尽管这只是有用如果底层理论是足够准确的,”Paesani解释道。

这是第一个研究已经确定的信号只有冰表面结构锚定蛋白,称为包合物。“我们的研究结果表明,红外光谱法不太可能提供多少信息固定包合物结构,”表示支持。“然而,拉曼光谱应该显示差异如果实验可以隔离信号结合位点或固定包合物”。

结果可以洞察借给冰核的研究蛋白质在大气中,执行相反的任务和发挥作用在云层中形成冰晶。“我们预测,预订可能出现的大表面聚合冰核蛋白质,它可以协助的相反作用成核的冰云,“Molinero说。

有广泛的学习兴趣模仿法新社的防冻机理,她补充说,应用程序从器官保存飞机除冰。防冻剂”有很大的潜在市场基于相同的机制,但如果你不理解的机制很难定义和优化分子。”

这篇文章被转载材料所提供的犹他大学的。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考
Arpa Hudait,丹尼尔·r·Moberg余庆邱,内森·Odendahl Francesco Paesani也好Molinero。预订不需要的水冰识别活跃抗冻蛋白。美国国家科学院院刊》上,2018;201806996 DOI: 10.1073 / pnas.1806996115。