【作者】 刘俊杰；

【导师】 李前忠；

【作者基本信息】 内蒙古大学 ， 理论物理， 2006， 博士

【摘要】 本文研究了具有不同结构的抗冻蛋白在冰晶表面的结合平衡特性，得到了抗冻蛋白在冰晶表面的覆盖程度，并由抗冻蛋白在冰晶表面的覆盖度得到其热滞活性，讨论了抗冻蛋白分子的冰晶结合面与热滞活性关系以及结合抗冻蛋白后冰晶表面微观平衡结构的变化。 实验研究结果显示，由于抗冻蛋白分子的冰晶结合面与冰晶表面有特异的亲和性，溶液中的抗冻蛋白分子能选择冰晶的某些晶面并沿特定的方向吸附上去，这也是产生热滞现象的第一步；由于不同类型的抗冻蛋白分子具有不同的结构特点，所以它们在与冰晶表面吸附结合时所选择的晶面不同，抗冻蛋白分子的取向，及抗冻蛋白分子与冰晶复合体的结构特点也不尽相同。 由于不同结构类型的抗冻蛋白分子吸附结合在冰晶表面后对的冰晶生长抑制的具体细节不完全相同，因此精确描述不同结构类型的抗冻蛋白分子热滞活性的模型也应有一定区别。但所有抗冻蛋白分子产生热滞活性过程中的共同特性是：溶液中的抗冻蛋白分子要吸附结合在冰晶表面。而这部分吸附结合的抗冻蛋白分子是决定热滞活性关键因素。所以在已知浓度条件下确定抗冻蛋白分子在冰晶表面的吸附程度(用冰晶表面覆盖度θ表示)对于理解抗冻蛋白分子热滞活性的机理是重要的也是有普遍意义的。 根据抗冻蛋白分子在冰晶表面吸附结合的特点，我们给出一个抗冻蛋白分子在冰晶表面的二维吸附结合模型，得到了结合平衡方程，讨论了方程的适用条件，并计算分析了一组具有不同α—螺旋结构片段数的AFPI分子的热滞活性，得到了它们的热滞活性随溶液浓度变化的规律，特别是得到了热滞活性与AFPI分子的α—螺旋结构片段数的关系，所得结果与实验结果相符。结果显示，抗冻蛋白在冰晶表面的覆盖度是影响其热滞活性的一个重要因素。更多还原

【Abstract】 The equilibrium characteristics of the adsorption between ice crystal surfaces and AFPs(antifreeze proteins) with different structures are investigated. The coverage of AFPs on ice crystal surfaces has been obtained. Based on these results, the relative problems about thermal hysteresis are discussed.The results of experiment suggest two important aspects on the function of AFPs: (a) AFPs’ recognition of the ice surface is an important first step in their functions. The exact nature of the recognition is determined by the fundamental molecular interaction processes of AFPs bind in a set of adsorption sites on the surface of ice crystals, (b) The phenomenon of thermal hysteresis depends on the fractions of ice crystal surface covered by AFP molecules. And the surface coverage is determined by factors such as shape of AFP molecular, the number of consecutive lattice sites that occupied by each AFP molecular and the affinity of AFP molecular to the ice surface.As AFPs tend to adopt different structure, the precise antifreeze mechanism for different kinds of AFPs binding to ice crystals to inhibit ice growth is also expected to be different. But the feature of all kinds of AFPs is that they can adsorb on ice crystal surfaces. And thermal activity is determined by the AFPs that adsorb on ice crystal surfaces. So, it is important to find the coverage of AFPs on ice crystal surfaces in the given the concentration of AFPs solution for understanding the mechanism of thermal activity.According to the properties of AFPs within the interfacial region of ice and更多还原