写道氮杂2020年11月4
一些分子倾向于紧密地结合到冰的表面上，形成弯曲界面，其抑制冰晶的进一步生长。
冰偏析模拟可以从甲虫Tenebroiro Molitor，TMAFP检测过度活性抗冻蛋白的冰结合位点。图像信用：Pavithra M.睡觉。
某些植物、昆虫和水生生物包括这类蛋白质分子，它们可以作为天然的防冻剂，使生物体能够忍受低温。
在里面化学物理学报,从每年出版，一组研究人员描述了一种模拟冰结合的计算技术，包括在模拟中使用偏置方法诱导冰的形成。
防冻蛋白通过结合存在于液态水和冰之间的界面发挥作用。随之而来的曲面阻止了冰的生长。此外，还有成冰分子可以催化过冷液态水形成冰。
这两种现象都需要深入了解分子与冰结合的方式。从气候建模到器官低温保存，获得冰结合的知识对于应用是至关重要的。然而，目前还没有计算技术来有效地模拟这一现象。
冰偏置仿真方法的中央优点是它同时识别冰结合表面，冰的面部结合的冰和结合方式．
Valeria Molinero，研究作者，犹他大学
研究人员制作了两种类型的模型。一种是全原子模型，它包括冰和水的液相中的所有原子，以及防冻剂分子中的所有原子。
研究的第二个模型被称为粗粒度模型，它减少了将原子混合成更简单结构所使用的计算资源。
该研究分析了几种能结合冰的分子，比如聚乙烯醇(一种合成的冰重结晶抑制剂)和天然的防冻蛋白，比如甲虫体内的防冻蛋白Tenebrio莫利托．
由于蛋白质具有非常小的粘合冰的表面，因此它们难以模拟。这限制了可以被它们束缚的冰晶晶体的大小。
某些系统会有不止一个地方结冰。海冰硅藻中的天然抗冻蛋白也是如此Frailariopsis cylindrus．研究人员设计了一种叫做“帽覆重复”的技术来识别这种蛋白质是否有多个冰结合表面(IBS)。
在这种策略中，我们首先执行偏见模拟以检测IBS。然后，我们将IBS概括为防止冰地形成并执行第二个偏置模拟，以了解其他网站中的冰敷．
Valeria Molinero，研究作者，犹他大学
作为研究的一部分开发的技术表现出几种应用的巨大潜力，例如确定在储存时保护冷冻组织的分子，进一步欣赏到天然防冻蛋白以及气候模型中，在空中冰核发挥重要作用。
期刊引用:
Naullage, p . M。等．(2020)识别冰绑定表面及其如何绑定冰的计算有效方法。的化学物理学报．doi.org/10.1063/5.0021631．
来源：https://www.aip.org/