El poder de alinear las moléculas de agua suele estar en manos del hielo, que afecta el agua cercana y la anima a unirse a la capa de hielo, a congelarse también. Pero en el caso de organismos que viven en hábitats helados, una proteína anticongelante particularmente poderosa es capaz de dominar el agarre que el hielo tiene sobre el agua y convencer a las moléculas de agua para que se comporten de manera que beneficien a la proteína.

En el último estudio de esta semana en The Revista de física química , Los científicos están examinando más de cerca la estructura molecular de la proteína anticongelante para comprender cómo funciona. El autor principal Konrad Meister del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros en Alemania y sus colegas han viajado a los lugares más fríos de la Tierra, incluyendo el Ártico y la Antártida, para recolectar proteínas anticongelantes de diferentes fuentes. La proteína que están examinando en este estudio es la proteína anticongelante más activa registrada, y proviene de un escarabajo del norte de Europa llamado Rhagium mordax.

"Las proteínas anticongelantes tienen un lado que está estructurado de manera única, el llamado sitio de unión al hielo de la proteína, que es muy plano, ligeramente hidrofóbico y sin residuos cargados, “Pero cómo se usa este lado para interactuar con el hielo es obviamente muy difícil de entender si no se puede medir directamente una interfaz hielo-proteína”.

Ahora, por primera vez, estas biomoléculas únicas se han adsorbido en hielo en el laboratorio para observar más de cerca los mecanismos que guían la interacción cuando las proteínas anticongelantes entran en contacto con el hielo.

Los investigadores encontraron que la estructura ondulada de la proteína, que mantiene los canales de agua en su lugar, significa que cuando estas proteínas tocan el hielo, en lugar de congelar, las moléculas de agua se alteran para tener una estructura y orientación de enlace de hidrógeno diferente.

"La información a escala molecular es la clave para comprender la función o el mecanismo de trabajo de las proteínas anticongelantes, y si sabemos eso, entonces podemos empezar a hacer algo genial de lo que podamos beneficiarnos como sociedad, "Dijo Meister.

Esta característica anticongelante de la proteína podría usarse como modelo para diseñar versiones sintéticas que ayuden a descongelar aviones. preservando los órganos y evitando que se formen cristales en el helado en el congelador.

"Esta es la primera vez que colocamos biomoléculas en hielo, ", Dijo Meister." Reunir a expertos de diferentes campos fue realmente el gran paso adelante en este caso porque todo el problema es muy interdisciplinario ".