Влияние низких температур на белковые системы

Abstract

В обзоре освещены основные проблемы сохранения структурно-функциональных свойств изолированных и находящихся в составе биологических тканей белков в условиях гипотермии и криогенных температур. Обсуждаются роль дегидратации биомакромолекул вследствие вымораживания воды в криоповреждении белков при замораживании- отогреве; особенности низкотемпературной денатурации белков, обусловленной энтропийной природой гидрофобных взаимодействий. Описаны криоповреждения биомакромолекул, их обратимость с точки зрения роли воды в структурной нестабильности охлажденных или замороженных биополимеров. Рассмотрены потенциальные пути криозащиты биомак- ромолекул при замораживании.

В огляді висвітлено основні проблеми збереження структурно-функціональних властивостей ізольованих білків і білків у складі біологічних тканин в умовах гіпотермії й кріогенних температур. Обговорюються роль дегідратації біомакромолекул у результаті виморожування води в кріопошкодженні білків при заморожуванні-відігріві; особливості низькотемпературної денатурації білків, обумовленої ентропійною природою гідрофобних взаємодій. Описані кріопошкодження біомакромолекул, їх зворотність із погляду на роль води в структурній нестабільності охолоджених або заморожених біополімерів. Розглянуто потенційні шляхи кріозахисту біомакромолекул при заморожуванні.

The review concerns the main issues of preserving the structure and function of proteins either isolated or as a part of biological tissues during hypothermic and cryogenic storage. The role of biomacromolecules’ dehydration, as a consequence of water freeze-out in proteins cryodamage during freeze-thawing is discussed, as well as peculiarities of protein low-temperature denaturation, associated with entropic nature of hydrophobic interactions. Low temperature injuries in biomacromolecules, their reversibility with considering the role of water in structure instability of cooled or frozen biopolymers are described. Potential ways to protect biomacromolecules during freezing are considered.