科学家质疑海洋冰藻的冰结合蛋白的机制

　　北海道大学和Alfred Wegener研究所联合发布新闻，科学家们发现海洋冰藻的冰结合蛋白（ice-binding protein，fcIBP）并不适用于传统的冰结合蛋白分类，表明其抗冻背后的机制是未知的。

　　生活在寒冷地带的生物会生产冰结合蛋白（抗冻蛋白）防止自身冻死。这种蛋白被分为两类：极度活跃型，它们可以依附在冰晶六边形基面上抑制冰晶生长，将结冰温度降低6℃；中等型并不依附于基面，它们降低结冰温度的功力不超过1℃。

　　“许多冰结合蛋白研究都以生化观点为中心，从晶体生长的角度来审视这些蛋白质的研究才刚刚开始，”北海道大学研究团队的Gen Sazaki教授说。

　　他们利用北海道大学低温科学研究所开发的原始腔（original chamber）得以详细地观察冰晶在水中的生长情况。显微镜观察fcIBP附着的冰晶形态，并对其生长速度进行精确测量。

　　“令人惊讶的是，已知fcIBP最多仅能将冰点降低1℃，但是这种蛋白实际上可以同时依附在冰晶基面和棱面上，影响冰晶生长，”文章一作Maddalena Bayer-Giraldi博士说。“当水温不是很低时，晶体生长受到抑制，冰晶受到刻蚀呈六角形板片（这种现象很少见于纯水）；当水温足够低时，冰晶成正常的枝晶形态。由于fcIBP可以依附在棱面上抑制侧面生长，这使冰晶枝变窄，提高热释放和枝尖生长速度。”

　　研究表明，虽然fcIBP只能最多降低1℃冰点，但其与冰晶的基面和棱柱面都能结合的特点不符合传统的冰结合蛋白分类。或者说，冰结合蛋白的功能不能仅通过蛋白依附于基面或抑制冰晶生长来评价分类。“我们需要了解其抗冻性能背后的分子机理，”Maddalena Bayer-Giraldi博士说。“对抗冻蛋白的进一步理解可能应用于食品、活体器官以及冷冻外科手术等领域。”