A Queen's Egyetem és az Albertai Egyetem kutatói kiderítették a rovarokból származó téli védőfehérjék pontos szerkezetét, amely ismeretek nagy hasznát vehetik a kanadai mezőgazdaságnak. A fagyálló fehérjék akár 100-szor erősebbek, mint a halakban található hasonló fehérjék.
A Nature magazin júliusi számában megjelent két tanulmányban a Queen biokémikusa, Dr. Peter Davies és munkatársai leírják a fagyálló fehérjék szokatlan béta-hélix szerkezetét, ami a titka annak, hogy egyes rovarok képesek túlélni a telet olyan hőmérsékleten. mínusz 30 Celsius-fok alatt.
Az új eredmények Drs. korábbi kutatásaira épülnek. Davies és Zongchao Jia és tanítványaik elmagyarázták, hogyan élik túl az óceáni halak a sarkvidéki vizeket a vérükben lévő fagyálló fehérjék következtében. Négy évvel ezelőtt a királynő biokémikusai feltárták a szerkezeti alapokat annak, hogy a halfehérjék hogyan kötődnek visszafordíthatatlanul a jégkristályokhoz, és akadályozzák meg növekedésüket.
A kutatás másodlagos előnye lehet, hogy erőteljes fegyvert jelent a fenyőbimbóféreg, a kelet-kanadai boreális erdők csapása, valamint a gabonák és állati takarmányok tárolására szolgáló lisztbogár elleni küzdelemben. A királynő kutatói két „hiperaktív” fagyálló fehérje molekuláris szerkezetét izolálták és dokumentálták ebben a két rovarban.
"Ez nagyon izgalmas. Ezek a fehérjék sokkal erősebbek, mint a halakban találhatók" - mondja Dr. Davies. "Ezzel az információval folytathatjuk más molekulák módosítását, hogy új fagyálló fehérjéket állítsunk elő, amelyek utánozzák ezeket vagy még hatékonyabbak."
Az eredmények ígéretesek a mezőgazdaság számára abban az esetben, ha a fagyálló fehérjék segítségével a növényeket fagyállóvá lehet tenni, és meghosszabbíthatják mind a tenyészidőszakot, mind a földrajzi területeket, ahol a növények termeszthetők. A fagyasztott élelmiszeripar számára is áttörést jelenthetnek. "A fagyasztott élelmiszerekben lévő jégkristályok méretének szabályozásával meghosszabbíthatja ezeknek a termékeknek az eltarthatóságát" - mondja Dr. Davies.
A kutatócsoport további tagjai közé tartozik Dr. Virginia Walker, a rovarfejlődés molekuláris biológiájának szakértője és Dr. Brian Sykes az Albertai Egyetemről, a szerkezetbiológia és a magmágneses rezonancia szakértője.
A fagyálló fehérjék megtalálhatók egyes halakban, rovarokban és növényekben. A jégkristályokhoz kötődnek, és megakadályozzák, hogy olyan méretűre növekedjenek, hogy károsítanák a gazdát. A királynő kutatásai a különböző forrásokból származó fagyálló fehérjék izolálását és jellemzését, valamint génjeik klónozását és expresszióját foglalják magukban, hogy rekombináns fehérjéket állítsanak elő háromdimenziós szerkezeti elemzéshez mágneses magrezonancia spektroszkópiával és röntgenkrisztallográfiával.
A lucfenyő rügyféreg és a lisztbogár fagyálló fehérjéinek meglehetősen szokatlan béta hélix szerkezete - tekercsszerű, lapos felülettel - rendkívül hatékonyan kötődik a jégfelületekhez.
Ezt a négy laboratóriumban végzett együttműködési kutatást az Orvosi Kutatási Tanács, a Természettudományi és Műszaki Kutatási Tanács és a Killam Alapítvány támogatásaiból finanszírozták.
A szerkesztő megjegyzése: Az eredeti sajtóközlemény itt található.
