 |
|
|
|
|
|
 |
 |
Neues aus der Welt der Wissenschaft |
|
|
|
|
|
|
Fisch-Proteine gegen das Einfrieren |
|
| | | Erstmals gelang es US-Forschern, bestimmte Eiweißstoffe nachzubauen, die in der Natur antarktische Fische vor dem Einfrieren schützen. Solche künstlichen Gefrierschutzproteine könnten in der Medizin ihre Anwendung finden und bessere Konservierungsmethoden für Transplantationsorgane ermöglichen. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Die Forschergruppe um Robert Ben von der Binghampton University im US-Bundesstaat New York veröffentlicht ihre Ergebnisse in der kommenden Ausgabe des Fachmagazins "Bioconjugate Chemistry" (September/Oktober 2001).
|
|
|
|
|
|
Natürliche Frostschutzmittel schützen bei Minusgraden |
|
| |
Ausgang ihrer Untersuchung waren die seit langem bekannten Proteine, welche als eine Art "natürliches Frostschutzmittel" antarktische Fische und andere Organismen davor bewahren, bei Minusgraden einzufrieren.
|
|
Gefrierpunkt und Wassertemperatur
Man findet sie etwa bei vielen Fischen, die in antarktischen Gewässern leben und deren Körperflüssigkeiten eigentlich durch die Wassertemperatur gefrieren müsste: Der Gefrierpunkt für Fischblut liegt bei ca. minus 0,9 Grad, doch das Wasser der antarktischen Meere erreicht wegen seines hohen Salzgehaltes auch niedrigere Temperaturen. |
|
|
|
|
|
|
Wachstum der Eiskristalle behindert |
|
| |
Diese speziellen Eiweißstoffe wirken, indem sie sich so fest an Eiskristalle im Körper setzen, dass sie deren Wasser-Absorption und damit ihr weiteres Wachstum verhindern.
|
|
Gefrierschutzproteine
Strenggenommen unterteilt man sie in so genannte Glykopeptide (Antifreeze- Glykopeptide, kurz AFGP) und Antifreeze-Proteine (AFP), was jeweils von der Molekülmasse abhängt. Gefrierschutzproteine finden sich jedoch nicht nur bei den beschriebenen antarktischen Fischen, sondern auch bei Pflanzen und Insekten. Das Gefrierschutzprotein der Acker-Schmalwand etwa vermindert auch die mechanische Belastung durch Eiskristalle, indem es die Krümmung der Chloroplastenmembran verändert. Geforscht wird an den natürlichen Frostschutzmitteln schon seit geraumer Zeit. So wurde etwa bereits versucht, das Gefrierschutzprotein der Winterflunder in Lachse zu übertragen, um deren Zucht in kälteren Regionen zu ermöglichen. |
|
|
|
|
|
|
Bekannte Proteine erstmals stabil synthetisiert |
|
| |
Bisher waren Chemiker nicht in der Lage, diese Proteine stabil zu synthetisieren. Den Wissenschaftlern gelang es nun jedoch, durch den Austausch einer schwachen chemischen Verbindung die Struktur von den Antifreeze-Glykopeptiden (AFGP) stabil nachzubauen.
Was einen wichtigen Schritt für die kommerzielle Anwendung z.B. in der Landwirtschaft bedeutet, denn die Verwendung von natürlichen Zusammensetzungen ist zu arbeits- und kostenaufwändig.
|
|
|
|
|
|
Andere Form, gleiche Wirkung |
|
| |
Zwar unterscheiden sich diese künstlichen Gefrierschutzpeptide sehr stark von ihren natürlichen Vorbildern, doch sie weisen die selbe Fähigkeit auf, das Wachstum von Eiskristallen zu unterbinden.
|
|
|
|
|
|
Einfache Herstellung |
|
| |
Es sei sehr einfach, große Mengen dieser synthetischen Zusammensetzungen zu produzieren, zitiert die American Chemistry Society den Leiter der Studie, Robert Ben. Lediglich extrem hohe oder niedrige Temperaturen müssten vermieden werden.
|
|
|
|
|
|
Doch Zitronen vom Nordpol? |
|
| |
Mögliche Anwendungsgebiete für die "künstlichen Frostschutzmittel" finden sich in der Landwirtschaft: So könnte die Vegetationszeit von Getreide verlängert oder das Züchten von Früchten in nördlichen Gebieten ermöglicht werden.
Wichtig sind diese aber vor allem auch für die Medizin. Mit Hilfe der Peptide könnten etwa Transplantationsorgane eingefroren werden, ohne dass dadurch ihre Zellstruktur zerstört würde.
(red)
|
|
|
01.01.2010 |
