植物抗冻蛋白及其高级结构研究进展

抗冻蛋白是一类能控制冰晶生长和抑制冰晶之间发生重结晶的蛋白质,并具有两种明显不同的活性——热滞活性和重结晶抑制活性.植物抗冻蛋白的抗冻特性是低热滞活性和高重结晶抑制活性.植物抗冻蛋白虽然在DNA和氨基酸水平上具有较大的差异,几乎没有同源性,但却拥有相似的高级结构,冰晶结合位点也有一定的相似性,而且都可以通过“表面互补”模型较好地解释它们与冰晶之间的相互作用.全面介绍了植物抗冻蛋白的种类及特性,以及它们的高级结构和冰晶结合位点.

“表面互补”模型——抗冻蛋白通用的分子机理

抗冻蛋白(antifreezeprotein,AFPs)是一类能控制冰晶生长和抑制冰晶之间发生重结晶的蛋白质,能在结冰或亚结冰条件下保护生物体不受伤害。AFPs具有两种明显不同的活性———热滞活性和重结晶抑制活性。AFPs虽然在氨基酸序列、物种来源和高级结构等方面具有很大的差异,但都能通过吸附作用与特定的冰晶表面相结合,从而表现出相应的抗冻活性。AFPs与冰晶结合的分子机理主要有"氢键结合"模型和"表面互补"模型,而后者具有更强的优势,已逐渐发展成AFPs通用性的分子机理。目前已测定或建模了三维结构的AFPs都能与冰晶的特定表面形成表面互补,但形成这种表面互补的各种作用力还有待于进一步的研究。