موضوع مقاله: پروتئین ضدیخ | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پروتئین ضدیخ | مقدمه: پروتئین‌های ضدیخ (AFPs) دسته‌ای از پلی‌پپتیدهای تولید شده توسط جانوران، گیاهان، قارچ‌ها و باکتری‌ها هستند که امکان بقای آن‌ها را در دماهای زیر نقطهٔ انجماد آب فراهم می‌کنند. | ## بخش 1: پروتئین ضدیخ | پروتئین‌های ضدیخ به کریستال‌های کوچک یخ متصل می‌شوند تا از رشد و تبلور مجدد یخ جلوگیری کنند که در غیر این صورت، این اتفاق، کشنده خواهد بود. همچنین شواهدی وجود دارد مبنی بر این‌که این پروتئین‌ها با غشای سلولی پستانداران برای محافظت از آن‌ها در برابر آسیب سرما تعامل دارند. این موضوع، نقش پروتئین‌های ضدیخ را در سازگاری پیدا کردن به هوای سرد نشان می‌دهد. تحمل انجماد و جلوگیری از انجماد گونه‌های دارای پروتئین‌های ضدیخ می‌توانند به دو دستهٔ زیر دسته‌بندی شوند: جلوگیری‌کننده از انجماد: این گونه‌ها می‌توانند از یخ زدن کامل مایعات بدن خود جلوگیری کنند. تحمل و مقاومت در برابر انجماد: این گونه‌ها می‌توانند از انجماد مایعات بدن خود، جان سالم به‌در ببرند. تصور می‌شود که برخی از گونه‌های مقاوم به انجماد، از پروتئین‌های ضدیخ به‌عنوان محافظ سرما برای جلوگیری از آسیب انجماد استفاده می‌کنند، اما به‌طور کامل از انجماد جلوگیری نمی‌شود. با این حال، تصور می‌شود پروتئین‌های ضدیخ ممکن است از تبلور مجدد جلوگیری کرده و غشای سلولی را برای جلوگیری از آسیب یخ تثبیت کنند. | ## بخش 2: پروتئین ضدیخ | این پروتئین‌ها ممکن است در ارتباط با پروتئین‌های هسته‌زایی یخ (INPs) برای کنترل سرعت انتشار یخ پس از انجماد کار کنند. سه سطح پروتئین‌های ضدیخ نوع I گلیکوپروتئین‌های ضدیخ یا AFGP در یخ‌ماهی‌سانیان جنوبگان و ماهی شمالی یافت می‌شوند. در یخ‌ماهی‌سانیان، ژن AFGP از یک ژن پروتئاز سرین تریپسینوژن-مانند اجدادی به‌وجود آمد. پروتئین‌های ضدیخ در گیاهان دسته‌بندی پروتئین‌های ضدیخ زمانی پیچیده‌تر شد که آن‌ها در گیاهان کشف شدند. پروتئین‌های ضدیخ گیاهی در جنبه‌های زیر با دیگر پروتئین‌های ضدیخ متفاوت هستند: آن‌ها در مقایسه با دیگر پروتئین‌های ضدیخ، فعالیت هیسترزیس حرارتی بسیار ضعیف‌تری دارند. عملکرد فیزیولوژیکی آن‌ها احتمالاً در مهار تبلور مجدد یخ به‌جای جلوگیری از تشکیل یخ است. بیشتر آن‌ها پروتئین‌های تکامل‌یافته مرتبط با بیماری‌زایی هستند که گاهی خواص قارچ‌کش خود را حفظ می‌کنند. | ## بخش 3: پروتئین ضدیخ | پروتئین‌های ضدیخ حشرات شباهت‌های خاصی دارند که بیشتر آن‌ها دارای فعالیت بالاتر (یعنی مقدار هیسترزیس حرارتی بیشتر) و ساختاری تکراری با سطح اتصال یخ صاف دارند. پروتئین‌های ضدیخ در جانداران دریایخ بسیاری از میکروارگانیسم‌هایی که در دریایخ (یخ‌های دریا) زندگی می‌کنند دارای پروتئین‌های ضدیخ هستند. سیر تکاملی تنوع و توزیع قابل توجه پروتئین‌های ضدیخ نشان می‌دهد که انواع مختلف آن‌ها در پاسخ به دورهٔ یخچالی سطح دریا که ۱ تا ۲ میلیون سال پیش در نیم‌کرهٔ شمالی و ۱۰ تا ۳۰ میلیون سال پیش در جنوبگان رخ داده است، تکامل یافته‌اند. داده‌های جمع‌آوری‌شده از حفاری اقیانوس در اعماق دریا نشان می‌دهد که توسعهٔ جریان قطبی جنوبگان، بیش از ۳۰ میلیون سال پیش شکل گرفته است. سرد شدن جنوبگان با این جریان، باعث انقراض دسته‌جمعی گونه‌های استخوانی شد که قادر به تحمل دمای انجماد نبودند. گونه‌های یخ‌ماهی‌سانیان با پروتئین ضدیخ توانستند از رویداد یخبندان جان سالم به‌در ببرند. | ## جمع‌بندی | کاربردهای تجاری و پزشکی انسان‌ها در حال حاضر در حال بررسی استفاده از پروتئین‌های ضدیخ در موارد زیر هستند: افزایش تحمل یخ‌زدگی گیاهان زراعی و تمدید فصل برداشت در آب و هوای سردتر بهبود تولید ماهی در مزارع پرورش ماهی در آب و هوای سردتر افزایش ماندگاری مواد غذایی منجمد بهبود کرایوسرجری افزایش حفظ بافت برای پیوند یا انتقال خون در پزشکی درمان سرمازدگی انجماد انسان (Cryonics) شرکت یونیلیور تأییدیهٔ بریتانیا، ایالات متحده، اتحادیهٔ اروپا، مکزیک، چین، فیلیپین، استرالیا و نیوزلند را برای استفاده از مخمر اصلاح‌شدهٔ ژنتیکی برای تولید پروتئین ضدیخ از ماهی برای استفاده در تولید بستنی دریافت کرده است.