抗冻多肽及其设计方法、应用、低温结构预测方法和细胞冻存保护液技术

本发明专利技术属于生物材料制备领域，具体涉及一种抗冻多肽及其设计方法、应用、低温结构预测方法和细胞冻存保护液。抗冻多肽包括与冰晶结合的结合位点；所述的结合位点为谷氨酸E(Glu)、天冬氨酸D(ASP)、赖氨酸K(Lys)、精氨酸R(Arg)、酪氨酸Y(Tyr)中的一种或多种。本发明专利技术突破了天然抗冻蛋白进化限制，获得了最强的冰结合残基位点E，其冰结合能是天然抗冻蛋白冰结合残基苏氨酸(T)的4倍。通过将冰结合位点与已知抗冻多肽进行结合得到了一种抗冻多肽从头设计方法，其匹配不同冰结合位点距离的抗冻多肽，不同于天然抗冻蛋白的残基距离，设计并合成了一系列具有高效抑冰能力且生物相容性好的抗冻多肽。同时，本发明专利技术提供了一种低温下能量最小化方法，用于精准预测低温下抗冻多肽结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物材料制备领域，具体涉及一种抗冻多肽及其设计方法、应用、低温结构预测方法和细胞冻存保护液。

技术介绍

1、为了适应寒冷的环境，生物体在长期自然进化过程中产生了一类具有抗冻功能的蛋白质，称为抗冻蛋白(afps)，以保护机体在低温下生存。抗冻蛋白种类、结构和序列因物种多样性和生活环境而不同。目前已知的抗冻蛋白来源广泛，包括鱼类、昆虫、植物、真菌、细菌等。

2、抗冻蛋白能够调控水分子成核和冰晶生长，相比于其它抗冻分子(如二甲基亚砜dmso，甘油)，抗冻蛋白由于具有独特的非依数性调控能力，在低浓度下即可实现高效率抑冰。因此，抗冻蛋白已成为细胞低温冻存、食品保藏等领域的研究热点。然而，随着对抗冻蛋白研究的日益深入，天然抗冻蛋白在实际应用中面临诸多挑战。首先，天然抗冻蛋白主要存在于部分高寒、高海拔地区的生物体内，且含量极低，导致从生物体中纯化这些蛋白的成本极高，严重限制了其大规模工业应用。尽管微生物发酵法可实现抗冻蛋白的规模化生产，但难以保证纯度及安全性。其次，天然抗冻蛋白存在潜在的毒性和免疫原性，在应用前需通过动物模型进一步验证其安全性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抗冻多肽的设计方法，其特征在于，通过冰结合位点以及冰结合位点之间的距离设计得到所需抗冻多肽。

2.根据权利要求1所述的抗冻多肽的设计方法，其特征在于，所述的冰结合位点为谷氨酸E、天冬氨酸D、赖氨酸K、精氨酸R、酪氨酸Y中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的抗冻多肽的设计方法，其特征在于，所述的冰结合位点为与冰晶二级棱面进行结合的位点。

4.根据权利要求1所述的抗冻多肽的设计方法，其特征在于，冰结合位点之间的距离为位点距离，位点距离调控方法为：通过低温能量最小化方法预测抗冻多肽结构，并调控冰结合位点外的其他氨基酸残基使得位点距离为

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【技术特征摘要】

1.一种抗冻多肽的设计方法，其特征在于，通过冰结合位点以及冰结合位点之间的距离设计得到所需抗冻多肽。

2.根据权利要求1所述的抗冻多肽的设计方法，其特征在于，所述的冰结合位点为谷氨酸e、天冬氨酸d、赖氨酸k、精氨酸r、酪氨酸y中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的抗冻多肽的设计方法，其特征在于，所述的冰结合位点为与冰晶二级棱面进行结合的位点。

4.根据权利要求1所述的抗冻多肽的设计方法，其特征在于，冰结合位点之间的距离为位点距离，位点距离调控方法为：通过低温能量最小化方法预测抗冻多肽结构，并调控冰结合位点外的其他氨基酸残基使得位点距离为

5.根据权利要求1所述的抗冻多肽的设计方法，其特征在于，所述的冰结合位点位于同一个平面f面，其他氨基酸残基不会出现在f面及其延长面；多个冰结合位点与冰晶表面氧原子距离相同。

6.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，张相宇，杨静，田云青，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：

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