使用噬菌体发现新的抗冻蛋白

控制和减轻冰的生长对保护基础设施，帮助保存冷冻细胞并增强冷冻食品的质地至关重要。沃里克(Warwick)科学家与瑞士研究人员的国际合作已使用噬菌体展示平台发现了新的，小的肽，其功能类似于较大的防冻蛋白。这提供了一条通往新的，易于合成的冷冻保护剂的途径。标题：使用病毒(噬菌体展示)来识别控制冰形成的十亿个分子(peptide8)中的一个分子。

从鱼类到昆虫再到植物，各种各样的物种都会产生冰结合蛋白，其中包括防冻蛋白，以防止冰造成的破坏。蛋白质即使在水过多(冰是固体形式)的情况下，也具有识别并与冰结合的显着功能。通常通过与生物体分离发现了新的抗冻蛋白。

在这项工作中，研究小组采用了一种截然不同的方法，即筛选数十亿种可能的肽以发现可以与冰结合的肽。这是通过噬菌体展示(Phage Display)技术实现的，噬菌体展示是一种技术，通过该技术病毒可以产生大量肽，并且可以分离出与冰“结合”的那些肽。

使用这种方法，发现了一个只有14个氨基酸的环状肽(与典型的蛋白质相比非常短)，它可以与冰结合。该团队使用计算机模拟来了解肽如何与冰结合，仅靠“湿式”实验技术是不可能做到的。该团队还展示了这种短肽如何通过ace亲和力纯化来帮助纯化其他蛋白质。

通过识别这些短肽，这意味着研究人员现在可以简单地制造(或购买)修饰的肽，以了解和探究它们与冰的相互作用，并帮助设计具有简化结构的新的冷冻保护剂，从而降低成本。

在《自然通讯》上发表的“来自噬菌体展示的极简循环冰结合肽”一文中，包括华威大学在内的国际团队由瑞士EPFL领导，展示了利用噬菌体展示发现新的极简抗冻肽的方法。传统工具无法实现这一点，传统工具无法筛选数十亿个潜在结构。

沃里克大学化学系助理教授Gabriele Sosso博士评论说：“这项工作着重指出，即使这些肽的结构发生很小的变化，也会在控制冰形成的能力上产生巨大的差异。我们的计算机模拟使我们能够识别并理解这些结构变化的重要性，这是合理设计合成冷冻保护剂的关键一步。

“能够同时利用Gibson小组的实验工作和SCRTP的计算资源，这是一种荣幸。如果您想了解冰的形成方式以及我们能做什么，那么Warwick确实是一个绝佳的去处。在这个过程中有发言权。”

化学和华威医学院的华威大学教授马修·吉布森(Matthew Gibson)补充说：“我们一直在努力开发合成工具，以理解和干扰冰的生长过程，以帮助开发新的防冻剂。当我们利用生物技术工具(噬菌体)发现非常有效的小型环状肽时，这项工作真的令人兴奋。

“这些肽易于合成和修饰，将加速我们在该领域的研究。它也突出了Warwick不断发展的'team ice'合作网络，将实验研究和计算研究结合在一起。我们也感谢IAS在以下方面提供的支持沃里克(Warwick)使史蒂文斯(Stevens)博士得以访问我们以完成这项工作，这表明需要支持国际科学合作。”

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