Beschermd tegen vrieskou: hoe antivries-eiwitten de groei van ijskristallen
belemmeren
Door TU/e geleid onderzoek verlegt koers in ontwikkeling kunstmatige
antivries-eiwitten
Nederlandse, Amerikaanse en Canadese onderzoekers presenteren deze week een
grote stap in het begrip van antivries-eiwitten, eiwitten die de groei van
ijskristallen remmen. Kunstmatige vormen van deze eiwitten zijn interessant
voor een scala aan toepassingen; van ontdooi-spray en strooizout tot verbeterde
houdbaarheid van bevroren voedsel en organen. Het team, onder leiding van
TU/e-onderzoekster Ilja Voets, laat deze week in het vooraanstaande tijdschrift
PNAS zien dat we voor de meeste toepassingen een ander type antivries-eiwit
nodig hebben dan voorheen werd gedacht.
Het is een koud kunstje van de natuur. Poolvissen, sneeuwvlooien en een reeks
andere dieren bezitten wonderbaarlijke eiwitten die ervoor zorgen dat hun bloed
niet bevriest in de koude omgeving waarin ze leven. Deze antivries-eiwitten,
waarvan wel tientallen verschillende soorten bestaan, hechten zich aan kleine
ijskristallen en belemmeren hiervan de groei. Er vormt zich dus wel ijs in het
bloed, maar de kristallen zijn zo klein dat het bloed blijft stromen en
zodoende zijn functies niet verliest.
Caloriearm roomijs
De grote, wetenschappelijke uitdaging is om de eiwitten na te maken en controle
op de werking te krijgen. Bijvoorbeeld om hiermee de kwaliteit van bevroren
voedsel of organen te kunnen verbeteren of de weerstand van planten tegen
vrieskou. Maar ook gebruik in een spray voor het ontdooien van autoruiten en
vliegtuigvleugels, of als toevoeging aan strooizout (minder zout nodig) of
caloriearm roomijs (als vervanging van suiker) behoort tot de mogelijkheden.
Twee soorten activiteit
Grofweg werken antivries-eiwitten op twee manieren. Enerzijds verlagen ze de
temperatuur waarbij ijskristallen sterk beginnen te groeien (in de wetenschap
aangeduid als ‘thermal hysteresis’, of TH). Anderzijds gaan ze zogeheten
rekristallisatie tegen, het proces waarbij simpel gezegd kleine
ijskristalletjes samenklonteren tot grotere brokken (in jargon: ‘ice
recrystallization inhibition’, of IRI). Maar het onderlinge verband tussen deze
twee activiteiten van antivries-eiwitten was lang onduidelijk.
Activiteit
TU/e-onderzoekster Ilja Voets laat met haar team van Nederlandse, Amerikaanse
en Canadese onderzoekers nu zien dat een duidelijke samenhang tussen deze
activiteiten ontbreekt en ze bovendien erg verschillen per eiwit. Dit betekent
ook dat hoe ‘actief’ een eiwit is – van belang voor de geschiktheid in
toepassingen – niet zo eenduidig te bepalen is als lang werd gedacht. “Soms is
de TH-activiteit belangrijk, maar vaker blijkt juist de IRI-activiteit
bepalend”, aldus Voets.
Tunnelvisie
Dat gaat in tegen de heersende opvatting in het vakgebied. “Er was een soort
tunnelvisie ontstaan voor eiwitten die als ‘meest actief’ te boek stonden”,
zegt Voets. “Maar deze eiwitten komen lang niet altijd als beste kandidaat voor
toepassingen uit de bus, blijkt nu uit ons onderzoek. Op welk type eiwit we ons
moeten richten, hangt af van de specifieke toepassing. Met andere woorden,
maatwerk is noodzakelijk.”
Ilja Voets
Ilja Voets (1980), onderzoekster bij het Instituut voor Complexe Materie en
Systemen (ICMS) aan de TU Eindhoven, ontving vorig jaar zowel een Europese ERC
Starting Grant om de geheimen van antivries-eiwitten te ontrafelen als een
Vidi-beurs – in totaal bijna 2,5 miljoen euro. In deze studie werkte ze samen
met onderzoekers van FOM-instituut AMOLF, Universiteit van Illinois (VS),
Universiteit van Notre Dame (VS) en Queen’s University (Canada). Onder hen ook
de Amerikaan Arthur DeVries, die de antivries-eiwitten als eerste ontdekte in
de jaren zestig, in poolvissen.
Publicatie in PNAS: Blocking rapid ice crystal growth through nonbasal plane
adsorption of antifreeze proteins
---------------------
Bijlagen
BvOF_Ilja Voets
6.6 MB jpg
---------------------
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met dr. Ilja Voets (I.Voets@xxxxxx
/ 040 247 5303) of met TU/e-persvoorlichter Barry van der Meer
(b.v.d.meer@xxxxxx / 040 247 4061).
Bijgaande afbeelding kunt u gebruiken onder vermelding van de fotograaf: Bart
van Overbeeke.
---------------------
Wilt u geen e-mail meer van ons ontvangen, klik hier om uit te schrijven.
