b'\n_START_ARTICLE_\nProtizmrzovalni protein\n_START_PARAGRAPH_\nProtizmrzovalni proteini (angle\xc5\xa1ko antifreeze proteins ali AFP) so polipeptidi, ki se nahajajo v dolo\xc4\x8denih vreten\xc4\x8darjih, rastlinah, glivah ter bakterijah in omogo\xc4\x8dajo pre\xc5\xbeivetje v okoljih s temperaturami pod zmrzi\xc5\xa1\xc4\x8dem. V osnovi se ve\xc5\xbeejo na kristale ledu in inhibirajo rast ter rekristalizacijo ledu, ki bi bil usoden za organizem, poleg tega pa naj bi interakcije s celi\xc4\x8dnimi membranami pri sesalcih \xc5\xa1\xc4\x8ditile pred po\xc5\xa1kodbami zaradi nizkih temperatur. Protizmrzovalni proteini naj bi tako v evolucijskem smislu omogo\xc4\x8dali razvoj novih ekolo\xc5\xa1kih ni\xc5\xa1 organizmov, natan\xc4\x8dneje prilagoditve na mrzla geografska obmo\xc4\x8dja.\n_START_SECTION_\nZgodovina\n_START_PARAGRAPH_\nPionir v raziskovanju protizmrzovalnih proteinov je bil kanadski znanstvenik P.F. Scholander, ki je s pomo\xc4\x8djo eksperimentov, opravljenih v 50-ih 20. stoletja, nakazal, da morajo biti prisotne v krvi arkti\xc4\x8dnih rib\xc2\xa0\xc2\xbbprotizmrzovalne\xc2\xab\xc2\xa0molekule. V poznih 60-ih letih je biolog Arthur L. DeVries uspel izolirati protizmrzovalne proteine iz antarkti\xc4\x8dnih rib, natan\xc4\x8dneje protizmrzovalne glikoproteine (AFGP). Leta 1992 so bili AFP-ji odkriti sprva v r\xc5\xbei, pozneje v istem letu pa \xc5\xa1e v 23 vrstah kritosemenk ter v bakterijah in glivah.\n_START_SECTION_\nEvolucijski izvor\n_START_PARAGRAPH_\nVelika raznolikost in raz\xc5\xa1irjenost protizmrzovalnih proteinov nakazuje, da so se pri nesorodnih organizmih razvili kot odziv na poledenitev (glaciacijo) 1-2 milijonov let nazaj na severni polobli in 10-30 milijonov let nazaj na Antarktiki; razvoj analognih lastnosti pri nesorodnih organizmih imenujemo konvergentna evolucija.\n_START_SECTION_\nMehanizem delovanja in lastnosti\n_START_PARAGRAPH_\nNajverjetneje AFP-ji inhibirajo rast kristalov preko adsorpcije, tj. na povr\xc5\xa1ini kristalih ledu tvori plast, in tako inhibirajo termodinamsko favorizirano rast kristalov. Raziskave prvotne hipoteze o vezavi preko vodikovih vezi niso potrdile, pa\xc4\x8d pa naj bi bile v glavnem pomembne za adsorpcijo hidrofobne interakcije, dodatno pa naj bi stabilizirale vezave \xc5\xa1e van der Waalsove sile._NEWLINE_Kljub njihovi raznolikosti AFP-ji delujejo zelo podobno, saj se lahko razli\xc4\x8dni tipi ve\xc5\xbeejo na razli\xc4\x8dne povr\xc5\xa1ine na kristalih ledu, poleg tega pa imajo kljub druga\xc4\x8dnemu zaporedju aminokislin (primarni strukturi) podobne tridimenzionalne strukture (terciarne strukture), ki promovirajo tvorbo enakih interakcij z ledom._NEWLINE_V nasprotju z avtomobilskimi sredstvi proti zamrzovanju, kot je etilen glikol, ti proteini ne zni\xc5\xbeujejo temperature zmrzi\xc5\xa1\xc4\x8da sorazmerno z njihovo koncentracijo, pa\xc4\x8d pa lahko delujejo tudi pri koncentracijah, ki so 300 do 500-krat ni\xc5\xbeje od koncentracij obi\xc4\x8dajnih sredstev in tako tudi minimalno vplivajo na osmotski pritisk; njihovo delovanje je iz tega vidika torej nekoligativno. Vzrok tega le\xc5\xbei v njihovi vezavi na specifi\xc4\x8dne povr\xc5\xa1ine na kristalih ledu._NEWLINE_AFP-ji ustvarijo tudi razliko med temperaturo tali\xc5\xa1\xc4\x8da in zmrzi\xc5\xa1\xc4\x8da, kar je znano kot termi\xc4\x8dna histereza. Le-ti namre\xc4\x8d predstavljajo oviro med kristali ledu in teko\xc4\x8do vodo in tako inhibirajo v termodinamskem smislu favorizirano rast kristalov. Razli\xc4\x8dni organizmi imajo razli\xc4\x8dne termi\xc4\x8dne histereze: najvi\xc5\xa1jo vrednost, okoli 1,5 \xc2\xb0C, so izmerili pri ribjih AFP-jih. Kljub temu pa imajo AFP-ji \xc5\xbeu\xc5\xbeelk 10 do 30-krat ve\xc4\x8djo aktivno od ribjih tipov, kar je verjetno posledica tega, da so temperature na kopnem, katerim so izpostavljene \xc5\xbeu\xc5\xbeelke, veliko ni\xc5\xbeje od tistih v morju, katerim so izpostavljene ribe. Tako lahko metulji rodu Choristoneura pre\xc5\xbeivijo tudi pri temperaturi \xc2\xa0\xe2\x80\x9330 \xc2\xb0C. Hitrost zmrzovanja lahko vpliva na temperaturo zmrzi\xc5\xa1\xc4\x8da, kar pomeni, da se pri naglem ni\xc5\xbeanju temperature organizmi ne morejo prilagoditi dovolj hitro na nove razmere v okolju.\n_START_SECTION_\nAFP-ji \xc5\xbeu\xc5\xbeelk\n_START_PARAGRAPH_\nV splo\xc5\xa1nem so prisotni pri razli\xc4\x8dnih dru\xc5\xbeinah \xc5\xbeu\xc5\xbeelk in so bogati s cisteinom. V hro\xc5\xa1\xc4\x8dih vrste Upis ceramboides, ki prebivajo na obmo\xc4\x8dju Aljaske, so bile odkrite molekule, ki delujejo kot protizmrzovalni proteini, vendar so sestavljene iz disaharidov in ma\xc5\xa1\xc4\x8dobnih kislin.\n_START_SECTION_\nUporaba\n_START_PARAGRAPH_\nTeoreti\xc4\x8dno obstaja veliko mo\xc5\xbenosti za aplikacijo protizmrzovalnih proteinov, \xc5\xa1e posebej v prehrambeni industriji in medicini. Trenutno potekajo raziskave za pove\xc4\x8danje zmrzitvene tolerance kulturnih rastlin, podalj\xc5\xa1anje \xc5\xbeetvene sezone in izbolj\xc5\xa1anje proizvodnje ribogojnic na obmo\xc4\x8djih s hladnej\xc5\xa1im podnebjem, podalj\xc5\xa1anje roka uporabnosti zamrznjenih \xc5\xbeivil ter izbolj\xc5\xa1anje kriokirurgije in ohranjanja tkiv za presaditev (transplantacijo) ali transfuzijo._NEWLINE_Glede na raziskave protizmrzovalne proteini, zau\xc5\xbeiti skupaj s hrano, ne izzovejo toksi\xc4\x8dnih u\xc4\x8dinkov ali alergi\xc4\x8dnih reakcij.'