Доклады о будущих и современных технологиях
КАК НАСЕКОМОЕ ВЕРСИИ АНТИФРИЗ РАБОТАЕТ
Ж. Г. Тихомирова, Л. Е. Александровна
Научный руководитель - Л. Е. Александровна, ассистент
Ярославский государственный технический университет
Определенные типы растений и животных могут защищать себя от температур, меньших температуры замерзания воды, с помощью специальных белков-антифризов.
Исследователи из группы Мартина Хавенит из университета Дрездена совместно с коллегами из США определили, что личинка жука-огнецветки Дендройдез Канадензиз может противостоять температурам, меньшим, чем температура -30:С.
Международная группа исследователей продемонстрировала, как взаимодействие белков-антифризов с молекулами воды вносит вклад в защиту животного от холода.
Это открытие отчасти уже используется в пищевой промышленности. Такие добавки защищают посевы от мороза и продлевают срок хранения замороженных продуктов. Белки-антифризы, полученные из рыбы, уже используются в некоторых замороженных десертах. Белки антифриза выполняют сложную работу. Строение такого белка жука-огнецветки имеет вид тригональной призмы.
До настоящего времени предполагалось, что белки-антифризы взаимодействуют локально с нанокристаллами льда, таким образом, препятствуя образованию больших по размеру кристаллов льда. Такие белки должны связываться с кристаллами льда в низких концентрациях, ниже, чем у этиленгликоля.
Исследователи продемонстрировали, что взаимодействие белков и кристаллов льда может реализоваться на больших расстояниях, за счет молекул воды. Вода влияет на активность белка.
Проверяя предположение, сто с понижением температуры скорость молекул понижается, ученые наблюдали незначительное изменение в движении молекул воды, связанных с неактивным белком-антифризом. Биохимик Ким А. Шарп из университета Пенсильвании говорит: «Чтобы влиять на активность белка для воды это - неслыханное!»
Хавенит отмечает, что особая роль воды в природных антифризах является отличным примером, демонстрирующим то, что изучая функции биологической молекулы, стоит оценивать не только ее трехмерную структуру, но и ее окружение - взаимодействие такой молекулы с растворителем, в данном конкретном случае - с водой. По материалам: Chemical & Engineering News, How An Insect Version Of Antifreeze Works, January 7, 2013.
