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Konjugierte Proteine

Frostschutz- oder Antifreeze-Proteine

Frostschutzproteine (oder AFP von engl. antifreeze protein) und Frostschutz-Glycoproteine (AFGP, von engl. antifreeze glycoprotein) können sehr verschiedene Strukturen haben, auch wenn sie im Organismus die gleiche Funktion erfüllen: sie binden an Eis und verhindern das Kristallwachstum. Die Interaktion des Proteins mit der Oberfläche von Eis vermindert den Gefrierpunkt. Selbst wenn es zur Eisbildung kommt, verhindern AFPs die Bildung großer Eiskristalle, da die Proteine durch ihre Bindung an die Eisoberflächen quasi mit in den Kristall eingebunden werden.

Bei vielen frostresistenten oder frosttoleranten Organismen spielen AFPs und AFGPs eine wichtige Rolle, so z.B. bei marinen Fischen, Insekten, Pflanzen und Bakterien. Sie ermöglichen ein Überleben bei Wassertemperaturen von bis zu -1,85 °C. Zwei typische Beispiele für die verschiedenen Klassen von Frostschutzproteinen sind im Bild gezeigt.

Mouse
Mouse
Abb.1
Typ II Frostschutzprotein

PDB-Code: 1AFP

Abb.2
Typ III Frostschutzprotein

PDB-Code: 6AME

Tab.1
Beispiele für bei Fischen bzw. beim Skorpion vorkommende Frostschutzproteine
EigenschaftenMolekulare Masse (Da)PrimärstrukturSekundärstrukturNichtproteinanteilVorkommen
AFGP2.600-33.000 (sehr heterogene Gruppe)(Ala-Ala-Thr)-DisaccharidPolyprolin-II-HelixKohlenhydrateKabeljau
AFP Typ I3.300-4.500Ala-reich (bis zu 60 %), konserviertes 11-AS-Motivα-helical- Scholle
AFP Typ II14.000-24.000Cys-reich, mit Disulfid-Brückenβ-Faltblatt- (mit Ausnahmen)Hering
AFP Typ III6.500-β-Faltblatt- Schellfisch
AFP Typ IV12.30017 % der Aminosäuren sind Glnhauptsächlich α-helicalLipoprotein-DomäneSkorpion

Literatur

Feeney, R. E.; Burcham, T. S.; Yeh, Y. (1986): Antifreeze glycoproteins from polar fish blood. In: Annu. Rev. Biophys. Chem.. 15 , 59-78

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