Ledą surišančios molekulės sustabdo ledo augimą

Ledo šališkumo modeliavimas gali aptikti TmAFP vabalo hiperaktyvaus anti-ledo baltymo Tenebrio molitoriaus ledo surišimo vietą. Autorius: Pavithra M. Naullage

Kai kurios molekulės tvirtai jungiasi prie ledo paviršiaus, sukurdamos kreivą sąsają, kad sustabdytų tolesnį ledo augimą. Kai kurie vabzdžiai, augalai ir kai kurie jūros gyvūnai turi tokio tipo baltymų molekules, kurios veikia kaip natūrali antifrizo priemonė, padedanti organizmams atlaikyti užšalimo temperatūrą.

Į Cheminės fizikos žurnalas, Paskelbta AIP, mokslininkai praneša apie skaičiavimo metodą, kaip modeliuoti ledo klijavimą naudojant šališkumo metodiką, siekiant paskatinti ledo susidarymą imituojant.

Antifriziniai baltymai jungiasi prie esamos sąsajos tarp ledo ir skysto vandens. Gautas išlenktas paviršius sustabdo ledo augimą. Taip pat yra ledo branduolių molekulių, kurios gamina ledą iš šalto užšaldyto skysto vandens.

Abu reiškiniai reikalauja suprasti, kaip molekulės jungiasi su ledu. Ledo ryšio supratimas yra svarbus tokioms programoms kaip organų krioprezervavimas ir klimato modeliavimas, tačiau iki šiol nebuvo jokio skaičiavimo metodo, kaip efektyviai modeliuoti šį reiškinį.

“Pagrindinis ledo šališkumo modeliavimo metodo pranašumas yra tas, kad jis vienu metu identifikuoja ledą surišančią paviršių, rišančio ledo paviršių ir rišimo būdą”, – sakė autorė Valeria Molinero.

Tyrėjai sukūrė dviejų tipų modelius. Tai tarsi kiekvienamatomas modelis, apimantis visas vandens skysčio ir ledo fazes bei visus užšaldančios molekulės atomus. Kitas tiriamas modelio tipas vadinamas storojo grūdo modeliu, kuris taupo skaičiavimo išteklius, sumaišydamas atomus į paprastesnes struktūras.

Tyrimo metu buvo nagrinėjamos kelios molekulės, kurios jungiasi su ledu, įskaitant polivinilo alkoholį, sintetinio ledo rekristalizacijos inhibitorių, ir natūralius antiledinius baltymus, tokius kaip vabalų kenkėjas Tenebrio. Baltymai turi modeliavimo iššūkį, nes jie turi labai mažus paviršius, kurie jungiasi prie ledo. Tai riboja ledo kristalo, kurį jie gali surišti, dydį.

Kai kuriose sistemose yra daugiau nei viena ledo klijavimo vieta. Taip yra su jūros ledo diatomėje esančiu natūraliu baltymu Frailariopsis cylindrus. Norėdami išsiaiškinti, ar toks baltymas turi daugiau nei vieną paviršių, galintį prisijungti prie ledo, analizė paskatino mokslininkus sukurti metodą, kurį jie pavadino „padengti ir pakartoti“.

“Pagal šią strategiją pirmiausia atlikome neobjektyvų modeliavimą, kad aptiktume analizę. Tada užbaigiame šią analitinę analizę, kad išvengtume ledo susidarymo, ir atliekame antrą šališkumo modeliavimą, kad išsiaiškintume, ar ledas susidaro kitose vietose”, – sakė Molinero.

Šiame tyrime sukurti metodai rodo didelę viltį įvairiems pritaikymams, įskaitant molekulių paiešką saugant užšalusius audinius, natūralių antifrizinių baltymų supratimą ir klimato modelius, kur ledas atlieka pagrindinį vaidmenį branduolio atmosferoje formavime.

Nuoroda: Pavuta M. Naullage, Atanu K. Metya ir Valeria Molinero, „Kompiuteriniu požiūriu efektyvus požiūris į ledą rišančių paviršių nustatymą ir kaip jie suriša ledą“, 2020 m. Lapkričio 3 d. Cheminės fizikos žurnalas.
DOI: 10.1063 / 5.0021631

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujas dizainas pagerina naujos kartos perovskitų kraujo ląstelių efektyvumą

Autorius: Davidas L. Chandleris, Masačusetso technologijos institutas 2021 m. Vasario 27 d Šiame paveikslėlyje perovskito fotovoltai fone rodomi su atskirais perovskito kristalais, kurie rodomi kaip...

Naujas odos pleistras nuolat stebi širdies ir kraujagyslių sistemos signalus և biocheminius lygius

Šis minkštas, tamprus pleistras gali vienu metu kontroliuoti jo kraujospūdžio և biocheminį lygį. Paskola Wang laboratorija / San Diegas Kalifornijos universiteto, San Diego,...

Nepraleiskite kito pilnaties – sniego, audros ir bado mėnesio

Byla: NASA / Billas Dunfordas Kitas mėnuo yra sniego, audros ir bado mėnuo; Purimo atostogų mėnuo; Kinijos žibintų festivalis; Magha Purnima ir...

Pirmasis pasaulinis vertinimas nustato, kad gamtoje per metus šalinama 41,7 mln. Tonų žmogaus atliekų

Šioje nuotraukoje matyti nevalytos nuotekos netoli Hyderabado priemiesčio gyvenviečių. Autorius: Dishaad Bundxu Pagal pirmąjį visuotinį ekosistemų vaidmens sanitarijos srityje vertinimą, gamta teikia mažiausiai 18%...

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Newsletter

Subscribe to stay updated.