logo Einloggen

Anti-Frost-Protein

Synonyme: Frostschutzprotein, thermales Hystereseprotein
Englisch: ice-structuring protein, antifreeze protein

1. Definition

Anti-Frost-Proteine, kurz AFP, gehören zu den Polypeptiden und werden von bestimmten Organismen synthetisiert, um das Überleben in einer Umgebung mit Temperaturen unter dem Gefrierpunkt von Wasser zu gewährleisten.

2. Geschichte

1957 isolierte Scholander erstmals Anti-Frost-Proteine aus dem Blut von arktischen Fischen, gefolgt von DeVries und Wohlschlag (1969), die ähnliche Proteine aus antarktischen Fischen isolierten. Sie stellten fest, dass der Gefrierpunkt des Blutes unter den des Wassers gesenkt wurde. Der osmotische Druck blieb jedoch gleich. Außerdem wurde die Verzögerung des Wachstums von Eiskristallen bei Minustemperaturen beobachtet, was auf das Vorhandensein von Glykoproteine zurückgeführt werden konnte. Seitdem wurden verschiedene AFP-Strukturen identifiziert. 1980 wurden Anti-Frost-Proteine in Insekten nachgewiesen, später auch in Pflanzen, Pilzen und Bakterien.[1]

3. Einteilung

Anti-Frost-Proteine können wie folgt unterschieden werden:

  • AFP Typ I: α-helikale Struktur, die zu 60 % aus Alanin bestehen
  • AFP Typ II: β-Stränge, die durch eine Disulfidbrücke stabilisiert werden und reich an Cystein sind
  • AFP Typ III: kugelförmige Proteine, die aus 66 Aminosäuren mit vernachlässigbaren Alanin- und Cysteinresiduen bestehen
  • AFP Typ IV: helikale Bündelstruktur aus 108 Aminosäuren, die reich an Glutamin/Glutamat ist
  • AGFP: helikale Glykoproteine mit amphipathischen Eigenschaften und wiederholenden Alanin-Alanin-Threonin Peptiden. Anhand der Anzahl der Wiederholungen lassen sich insgesamt 8 AGFP unterscheiden.

4. Funktion

Anti-Frost-Proteine hemmen das Wachstum von Eiskristallen sowie die Bildung von Eiskernen in den Zellen, indem sie an die Kristalle binden. Auf diese Weise können Organismen, die solche Proteine produzieren, ihre Zellen und Gewebe vor den schädlichen Auswirkungen des Einfrierens schützen.

5. Anwendung

Anti-Frost-Proteine werden zum Beispiel in der Lebensmittelindustrie zur Verhinderung von Eiskristallbildung in gefrorenen Lebensmitteln oder in der Landwirtschaft zum Schutz von Pflanzen vor Frostschäden genutzt.

Sie werden außerdem in der medizinischen Forschung untersucht, z.B. in den Bereichen:[2][3]

6. Quellen

  1. Baskaran et al. Anti freeze proteins (Afp): Properties, sources and applications – A review. International Journal of Biological Macromolecules 189. 292-305. 2021
  2. Eskandari et al. Antifreeze Proteins and Their Practical Utilization in Industry, Medicine, and Agriculture. Biomolecules 10(12): 1649. 2020
  3. Robles et al. The Use of Antifreeze Proteins in the Cryopreservation of Gametes and Embryos. Biomolecules 9(5): 181. 2019

Empfehlung

Shop News Jobs CME Flexa Piccer
NEU: Log dich ein, um Artikel in persönlichen Favoriten-Listen zu speichern.
A
A
A

Teilen Was zeigt hierher Versionsgeschichte Artikel erstellen Discord
Dr. No
Natascha van den Höfel
DocCheck Team
Dr. med. Norbert Ostendorf
Arzt | Ärztin
Dr. Frank Antwerpes
Arzt | Ärztin
Dr. rer. nat. Fabienne Reh
DocCheck Team
Diese Funktion steht nur eingeloggten Abonnenten zur Verfügung
Letzter Edit:
24.04.2024, 13:21
847 Aufrufe
Nutzung: BY-NC-SA
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...
Loading...