Синтетический антифриз

Антифризы необходимы не только для работы двигателей. Добавка антифриза к медицинским биоматериалам может предотвратить криоповреждение замороженных клеток, тканей и органов. Естественно, что для использования в биомедицинских приложениях, молекула-антифриз не должна быть токсична.

В организмах ряда рыб и других животных, «эволюционно привыкших» к отрицательным температурам содержатся природные антифризы-гликопротеиды [antifreeze glycoproteins (AFGPs)], однако, использование этих белков в биомедицине и пищевой промышленности не всегда возможно. Во-первых, низкое содержание белков-антифризов затрудняет их получение из природных материалов, во-вторых – некоторые из них оказываются токсичными для клеток человека.

Исследователи из Университета Оттавы сообщают о синтезе и свойствах более стабильной формы AFGP, не проявляющей токсичности, свойственной природным антифризам. Было обнаружено, что синтетический антифриз также ингибирует апоптоз клеток, происходящий в результате их замораживания.

Действие AFGP объясняется связыванием белка-антифриза с поверхностью растущего ледяного кристаллика, вынуждая кристалл льда расти в лакунах белка. Такое связывание уменьшает термодинамическую благоприятность дальнейшего роста ледяных кристаллов и понижает температуру замерзания воды в биологических системах.

Исследователи синтезировали упрощенный аналог AFGP, отличающийся от природных образцов тем, что простетическая группа синтетического гликопротеида-антифриза представлена лишь моносахаридным остатком. Такого рода структурная замена позволяет как увеличить стабильность нового синтетического гликопротеида по отношению к ферментам организма человека, так и понизить токсичность нового материала. Эксперименты показали, что эффективность ингибирования кристаллизации синтетическим AFGP соответствует эффективности природных белков-антифризов.

www.chemport.ru