 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Полученный в лаборатории белок рыбьей крови спасает мороженое от подгорания при замораживании
Исследователи сообщают, что синтезированная версия белка рыбьей крови предотвращает замораживание продуктов питания и лекарств.
Любой, кто сталкивался с ожогами при замораживании, знает, что кристаллы льда могут стать проблемой при низких температурах. Однако кристаллы льда с зазубренными краями могут не только испортить текстуру мороженого. На микроскопическом уровне они могут разрушать структуру живых клеток или биологических лекарств, таких как ферменты и антитела, которые, тем не менее, должны транспортироваться при низких температурах.
Антифриз в вашем автомобиле — этиленгликоль — токсичен, поэтому его нельзя использовать для пищевых продуктов или лекарств. Вместо этого исследователи обратились за вдохновением к природе: у рыб, обитающих в полярных водах, в крови есть белки, которые предохраняют их от замерзания.
Теперь исследователи из инженерного колледжа Джона и Марсии Прайс из Университета штата Юта разработали способ получения упрощенной синтетической версии этого белка, достаточно простой для массового производства, но достаточно мощной, чтобы подавлять образование токсинов. кристаллы льда при минусовой температуре.Исследователи продемонстрировали эффективность своих имитирующих полипептидов в нескольких реальных испытаниях, включая мороженое и противораковый препарат Трастузумаб. Первый был успешно охлажден до минус 4 градусов по Фаренгейту, в то время как второй выдержал температуру до минус 323 градусов по Фаренгейту. Исследование, финансируемое Национальным научным фондом, было опубликовано в журнале Advanced Materials. Исследованием руководили Джессика Крамер, доцент кафедры биомедицинской инженерии, и Томас Макпарлтон, аспирант ее лаборатории.
На протяжении десятилетий исследователи изучали природные антифризные белки, которые содержатся в некоторых полярных рыбах, а также в некоторых насекомых и растениях. Однако извлечение значительных количеств этих белков из живых организмов для коммерческого использования нецелесообразно. Они также подвержены загрязнению аллергенами.Поэтому Крамер и ее коллеги задались целью определить точные физические и химические свойства этих белков, которые отвечают за их антифризные свойства. Пара более ранних исследований, опубликованных в журнале «Химия материалов и биомакромолекул», продемонстрировали структурные особенности, которые наиболее важны для природных белков.»В конечном счете, мы упростили конструкцию, оставив только те детали, которые, по нашему мнению, необходимы для работы с антифризом, что делает производство менее сложным и дорогостоящим», — говорит Крамер.
“Несмотря на эти изменения, это исследование показало, что наши имитаторы связываются с поверхностью кристаллов льда и подавляют рост кристаллов, точно так же, как натуральные белки-антифризы.”
“Лучше всего, &#Макпарлтон говорит: «Мы производим эти имитаторы исключительно с использованием химии — не требуется ни рыба, ни клетки».
В качестве доказательства концепции исследователи продемонстрировали, что молекулы имитатора нетоксичны для клеток человека, усваиваются ферментами организма. кишечник человека и могут выдерживать нагревание, что является критическим фактором для их использования в производстве продуктов питания. Они также провели тесты на чувствительных ферментах и антителах, показавшие, что имитаторы защищают их от повреждений, связанных с циклами замораживания/оттаивания.»Мы также показали, что можем подавлять образование кристалликов льда в мороженом, что часто происходит во время транспортировки или когда люди кладут коробку в морозильную камеру и вынимают ее оттуда», — говорит Крамер.Исследователи предполагают, что их имитирующие молекулы могут найти широкое применение — от продления срока годности замороженных продуктов до улучшения условий хранения и транспортировки жизненно важных биологических препаратов. В настоящее время технология находится в стадии патентования, и команда работает над тем, чтобы вывести свою инновацию на рынок с помощью новой компании-стартапа Lontra Bio LLC, целью которой является коммерциализация этих синтетических белков-антифризов.
Эти результаты опубликованы в журнале Advanced Materials.
Дополнительные соавторы — из Университета Юты и Государственного университета Бойсе.
Эта работа была выполнена при поддержке Национального научного фонда.
Другие новости: