Ruolo di ponti salini e residui idrofobici nel riconoscimento molecolare di proteine anticongelamento di tipo III

Le applicazioni e l’uso di proteine anticongelamento vengono sfruttate in ambito industriale, biomedico e non solo. Nell’industria alimentare, per esempio, queste proteine sono state utilizzate per produrre alcuni ceppi di pomodori, patate, fragole e tabacco transgenici; questi ceppi presentano il gene delle proteine anticongelamento e ciò permette loro di crescere in ambienti molto freddi e permette all’uomo di coltivare aree considerate finora inaccessibili per tutti i tipi di coltivazioni. Le proteine anticongelamento possono essere utilizzate anche nella produzione di gelati e cibi surgelati; in questo modo ci può essere un miglioramento nella qualità dei prodotti i quali, a seguito del congelamento, possono perdere le loro proprietà e risultare sgradevoli nel gusto.
Le proteine AFP possono essere utilizzate anche in alimenti freschi, specialmente in ortaggi per prevenire il loro deterioramento dopo un periodo prolungato in frigorifero. Queste applicazioni riguardano anche il settore agricolo; in Canada il gelo e le bassissime temperature non solo causano la perdita del raccolto ma impongono gravi costi agli agricoltori e alle imprese in termini di assicurazione. Con l’uso di colture transgeniche, che contengono le proteine AFP, si potrebbe aumentare la tolleranza al freddo assicurando così il raccolto e consentendo il prolungamento della stagione di crescita delle coltivazioni. L’inserimento di piante transgeniche è però argomento di dibattito in quanto non ci sono garanzie in termini di sicurezza del prodotto; la nascita di nuove allergie che la medicina non è in grado di curare e altri problemi legati alla salute sono tra le principali paure che si sono sviluppate attorno a questo delicato argomento.
Le applicazioni di queste proteine si sono estese anche all’acquacoltura; pesci che normalmente non esprimono le proteine anticongelamento come il salmone, sono stati ingegnerizzati affinché riuscissero a resistere alle basse temperature. L’espressione del gene di queste proteine potrebbe essere anche la chiave per un aumento del tasso di crescita di pesci in via di sviluppo.
Le sequenze dei promotori di questi geni che sono responsabili dei rapidi livelli di espressione delle proteine AFP possono essere infatti utilizzati per promuovere l’espressione di geni responsabili della crescita dell’organismo.
Le proteine AFP possono essere usate anche in ambito medico soprattutto nella crioconservazione; gli organi, il sangue, lo sperma e gli embrioni possono essere conservati mediante il congelamento. Tuttavia, le cellule vengono danneggiate in quanto l’acqua presente nelle membrane e nelle componenti cellulari aumenta il suo volume durante il congelamento e lo riduce durante lo scongelamento provocando numerose rotture intracellulari. L’uso di proteine AFP potrebbe invece impedire la formazione di cristalli di ghiaccio alle temperature di congelamento e proteggere così i tessuti e il sangue dai danni causati da congelamento e scongelamento. Tuttavia questo tipo di applicazioni mediche devono essere ampiamente studiate e richiedono anni di valutazione clinica e di sicurezza prima di poter essere utilizzate.