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

Prognozuojama, kad ateivių rūšių padaugės 36% iki 2050 m

Egipto žąsis (Alopochen aegyptiaca), kilusi iš Afrikos, o dabar įsikūrusi Vidurio ir Vakarų Europoje. Autorius: profesorius Timas Blackburnas, UCL Tikimasi, kad šio amžiaus viduryje...

Dėl hormoninių vaistų neproliferaciniai baltymai gali išplisti koronavirusą ir sustabdyti ID-19 vystymąsi

Hormonų tyrimai gali sukelti AD-19 ginklų paplitimą. Kreditas: „Getty Images“ Naujas „Penny Medical“ tyrimas parodo, kaip anti-androgenai trukdo pagrindiniams receptoriams, reikalingiems virusų invazijai į...

Nuostabus „slapto“ objektyvo projektavimo metodas, kurį naudojo „mikrobiologijos tėvas“, rastas po 300 metų

Tai Van Leeuwenhoek mikroskopas. Autoriai: Utrechto universitetas / Rijksmuseum Boerhaave / TU Delft Mikroskopas, kurį Antoni van Leeuwenhoek naudojo novatoriškiems tyrimams atlikti, turi nuostabų...

Joninės sijos sudaro glaudžiai sujungtas „Qubits“ grandines.

Jonų pluoštai gali suformuoti glaudžiai suporuotas kvantinių bitų (kubitų) grandines, pagrįstas deimantų „azoto neturinčiais„ spalvų centrais “, skirtus naudoti kvantinės skaičiavimo aparatinėje įrangoje. ...

Tyrėjai kuria 3D atspausdintą želę biomedicininėms medžiagoms, minkštai robotikai

Hidrogelio medžiaga gaunama iš skirtingo dydžio dumblių dalelių. Paskola Orlino slėnis, NC valstybinis universitetas Dėl stiprumo ir lankstumo hidrogeliai sujungia du fizinius kiaušinius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.