Новости химической науки > Супрамолекулярное взаимодействие разрушает лёд

Низкомолекулярный краситель сафранин, который обычно используется для окрашивания клеточных ядер, оказался замечательным ингибитором роста ледяных кристаллов.

По своей антифризной активности сафранин может соперничать с белками-антифризами, которые вырабатываются в организме рыб и других обитателей полярных широт, но его масса в десятки и сотни раз меньше массы этих биомолекул.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2016, DOI: 10.1021/6b08267

Организмы, живущие в холодных климатических зонах нашей планеты, эволюционировали, выработав способность формирования сложных белков, которые необратимо связываются с мелкими кристалликами льда и ингибируют их рост. Эти белки обладают характерным мотивом третичной структуры, скручиваясь, они формируют надмолекулярный мотив, который напоминает кристаллическую решетку замерзшей воды. Группа исследователей, работающая под руководством Барта Кара (Bart Kahr) из Университета Нью-Йорка, теоретическим путем установили, что супрамолекулярная организация некоторых органических красителей может имитировать третичную структуру этих белков-антифризов.

Завершив теоретический анализ, химики испытали влияние двадцати семи различных органических красителей на динамику роста кристаллов льда, и единственным красителем из трех десятков, который ингибировал рост ледяных кристаллов, был сафранин, концентрации которого выше 4 ммоль/л просто останавливали рост кристаллов льда. В отличие от белков-антифризов, сафранин демонстрирует обратимое действие – после удаления красителей из воды или его смывки с зародышей нуклеации рост кристаллов льда может возобновиться снова.

Открытие того, что низкомолекулярные и недорогие молекулы могут проявлять свойства антифризов, может привести к разработке новых медицинских технологий, как, например, хранение и транспортировка донорской крови и донорских органов, антифризы ряда сафранина могут оказаться полезными и для пищевой промышленности.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2016, DOI: 10.1021/6b08267

метки статьи: #органическая химия, #супрамолекулярная химия