高山惠 廖丽 胥义 陈波

研究进展

细菌抗冻蛋白研究进展及其应用潜力分析

高山惠1,2廖丽2,3胥义1陈波2,3

(1上海理工大学, 医疗器械与食品学院, 上海 200093;2中国极地研究中心, 自然资源部极地科学重点实验室, 上海 200136;3南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东 珠海 519000)

抗冻蛋白是一类在低温下抑制冰晶生长从而保护细胞免受冰晶伤害的特殊蛋白质。抗冻蛋白来源广泛, 包括鱼类、昆虫、植物、细菌、藻类和真菌等。相比动植物来源的抗冻蛋白, 目前针对细菌来源抗冻蛋白缺乏系统性综述与分析。因此重点描述了细菌来源抗冻蛋白的研究进展, 并以其中活性较高、研究较多的4个抗冻蛋白来源种属为代表, 详细介绍了细菌抗冻蛋白目前的研究现状、发展前景和应用潜力。

细菌 抗冻蛋白 极地 研究进展 应用

0 引言

冰冻圈约占地球总表面积的13%, 主要分布在南北两极及高山冰川等区域, 绝大部分时间均处于零度以下低温。此外, 地球上其他地区也会季节性经历低温冰冻, 而冰冻会导致冰晶的形成, 影响细胞渗透压并对细胞产生物理损伤, 给生命带来致命损害。然而, 即便在极端低温下仍然孕育着丰富多样的生命, 其中微生物是冰冻圈的重要生命类群。目前, 已知细菌在–20℃甚至更低的温度下仍然能保持代谢和生命活动[1]。因此, 为了适应冰点以下低温环境, 生物从生理、生化与基因等层面进化出了多种生存策略和机制, 其中一种重要的生存策略便是合成抗冻蛋白(antifree­ze protein, AFP)。……