タンパク質
タンパク質は生物に固有の物質である。その合成は生きた細胞の中で行われ、合成されたものは生物の構造そのものとなり、あるいは酵素などとして生命現象の発現に利用される。また、類似のタンパク質であっても、生物の種が異なれば一次構造が異なることは普通である。タンパク質はアミノ酸が多数結合した高分子化合物であるが、人工的な高分子のように単純な繰り返しではなく、順番がきっちりと決定されている。これは、そのアミノ酸の種と順番がDNAに暗号で記述されていることによる。遺伝子暗号は往々にしてその形質に関係するタンパク質の設計図であると考えられる(一遺伝子一酵素説)。エンゲルスは「生命はタンパク質の存在様式である」と言ったが、故のないことではない。
不凍タンパク質
不凍タンパク質類を生物が獲得したのは、数百万年前の氷河期においてのことであり、異なった生物グループに同様なものが存在するのは、収斂進化の結果ではないかとの説がある。異なる種類の不凍タンパク質類が現在の生物から発見できる理由として、次の2説が挙げられる。
不凍タンパク質の不凍性機構は、吸着‐抑制機構による結晶成長阻止に由来するものとの説が有力である。凍結初期に形成された微小な氷板に不凍タンパク質が吸着されると、熱力学的に氷晶の成長が抑制される。その結果として、六角板形状である氷板はファンデルワールス力による表面の形成の妨害に従い、単独で紡錘形に近い形状となる。