具有有序凝结构的冷保护性多糖化合物在细胞冷保存期间诱导冰的生长预期和生存增强
Bruno M Guerreiro1,2, M Madalena Dionísio3, João Carlos Lima3
1UCIBIO-Applied Molecular Biosciences Unit, Department of Chemistry, School of Science and Technology, NOVA University Lisbon, Caparica 2829-516, Portugal.
Biomacromolecules
|May 13, 2024
概括
天然多糖类如FucoPol,pectin和agar通过形成凝提供冷保护,减弱水的作用.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 低温生物学 低温生物学
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 冷保存依赖于冷保护剂,以防止冷过程中的细胞损伤.
- 天然多糖类被探索为潜在的更安全,生物基替代传统冷保护剂.
研究的目的:
- 为了将天然多糖的风学,热力学和构造性质与其冷保护功效相关联.
- 阐明富科波尔 (FucoPol),pectin和agar等多糖类所提供的冷保护的基础机制.
主要方法:
- 对学,热力学和形状数据的交叉相关性分析.
- 对sol-gel过渡温度和超冷却衰减的评估.
- 使用循环二元化 (隐含) 等技术对多糖的结构分析.
主要成果:
- 冷保护与接近4°C的sol-gel过渡,减弱的超冷却和增加的形状顺序 (螺旋/板状结构) 相关联.
- 富科波尔表现出最高的冷保护性能,其特点是螺旋结构和显著的超冷却衰减 (6.2°C).
- 凝形成的多糖体证明了冰的增长预期,缓解冷期间的细胞损伤.
结论:
- 基于多糖的凝可以通过中和机械应力和体积波动来保护结期间的细胞.
- 减弱超冷和凝矩阵形成是多糖冷保护的关键机制.
- 生物基的非细胞毒性多糖为开发化生物学的新型冷保护策略提供了有希望的途径.


