Abstrakt

Białka przeciwdziałające zamarzaniu (AFP) posiadają zdolność do hamowania wzrostu kryształów lodu powstających w płynach ustrojowych organizmów żywych narażonych na działanie temperatur niższych od 0°C, poprzez wiązanie się z powierzchnią tych kryształów. W ramach mojej pracy, stosując metody dynamiki molekularnej, starałam się poznać szczegóły mechanizmu zachodzenia tego procesu. Aby to osiągnąć, przeprowadziłam szereg symulacji komputerowych układów o różnej budowie. W pierwszym etapie badań skupiłam się na mechanizmie procesu krzepnięcia wody na powierzchni kryształu lodu i pokazałam, że stopień wewnętrznego uporządkowania kryształu może mieć znaczący wpływ na ten proces. Następnie, przeprowadziłam analizę zmian strukturalnych zachodzących w wodzie wypełniającej obszar między powierzchnią aktywną cząsteczki białka CfAFP i lodem. Na tej podstawie stwierdziłam, że cząsteczka białka jest w stanie zdalnie oddziaływać z powierzchnią lodu, już gdy odległość między tą cząsteczką i lodem przekracza 1 nm. Jak pokazałam, efekt ten związany jest z nakładaniem się warstw solwatacyjnych cząsteczki białka i lodu, i jest przyczyną występowania preferencji względem pewnych wzajemnych odległości i orientacji cząsteczki białka i lodu. Kiedy ułożenie cząsteczki białka względem lodu nie jest optymalne, w układzie pojawia się siła – odpychająca lub przyciągająca – która koryguje jej położenie. Dzięki temu cząsteczka białka może przyjąć taką orientację, która umożliwi jej późniejsze związanie się z lodem.

Autor (1)