Vraag 12Antivrieseiwitten

De Amerikaanse onderzoeker Arthur afbeelding 1 DeVries ontdekte dat poolvissen aanpassingen hebben die voorkómen dat ze bevriezen in het ijskoude water. In afbeelding 1 is een antarctisch baarsje omringd door ijskristallen weergegeven. Rond Antarctica, waar de watertemperatuur gemiddeld -1,9 ºC is, vormen zich ijskristallen in het water. In dit ijskoude water zijn aangepaste vissen te vinden, met antivrieseiwitten in hun lichaam. Zonder deze antivrieseiwitten zouden in het lichaam van deze koudbloedige vissen ijskristallen ontstaan die schade aanrichten doordat ze membranen van cellen kapot prikken. IJsvorming in het bloedplasma kan leiden tot osmotische problemen voor de bloedcellen, omdat ijskristallen veel minder zout bevatten dan vloeibaar water.

IJskristallen in de bloedsomloop blijven klein dankzij antivrieseiwitten. De kristalletjes accumuleren in de milt van de vis, waardoor schade aan de haarvaten beperkt wordt. In afbeelding 2 is de afbeelding 2 enkelvoudige bloedsomloop van een vis vereenvoudigd weergegeven. IJskristallen in het bloed ontstaan vooral in de haarvaten van het darmkanaal. Vier bloedvaten van de vis zijn: 1 haarvaten van de kieuwen 2 leverslagader 3 miltslagader 4 poortader

Een ijskristal ontstaat meestal uit een zoutdeeltje en een paar watermoleculen. Het ijskristal groeit daarna doordat er steeds meer watermoleculen aan vasthechten. Antivrieseiwitten binden vermoedelijk aan de ijskristallen door de vorming van waterstofbruggen en verhinderen vervolgens de groei van het ijskristal. De mogelijke werking van antivrieseiwitten is schematisch weergegeven in afbeelding 3. afbeelding 3 De werking van het antivrieseiwit in afbeelding 3 kan worden verklaard door de moleculaire eigenschappen van dit eiwit.

Licht toe dat dit antivrieseiwit zowel een hydrofiele als een hydrofobe zijde nodig heeft om functioneel te kunnen zijn.