Cos'è l'ingegneria proteica?
L'ingegneria delle proteine è un metodo che può essere utilizzato per sviluppare nuovi tipi di proteine.Questo campo scientifico è relativamente nuovo e i modi originali di combinare elementi proteici continuano a essere studiati e scoperti dai ricercatori.Questo tipo di ingegneria consente di sviluppare materiali con punti di forza o funzionalità specifiche.
La progettazione razionale e l'evoluzione diretta sono i due approcci di base all'ingegneria delle proteine.Alcuni ricercatori preferiscono un approccio sull'altro, tuttavia entrambi i metodi possono essere utilizzati per progettare nuove strutture proteiche.Il design razionale si basa sulla conoscenza completa di come viene costruita una proteina esistente.L'evoluzione diretta, al contrario, utilizza cambiamenti di proteine casuali e può essere eseguita senza conoscere tutti i dettagli della struttura di una proteina.
Ogni approccio all'ingegneria proteica presenta sia vantaggi che svantaggi.Il design razionale consente agli scienziati di cambiare la struttura di una proteina in un modo prevedibile ed è un processo relativamente economico.Questa tecnica richiede che gli esperti abbiano un progetto strutturale dettagliato di ciascuna proteina modificata, il che non è sempre disponibile.
Il metodo di ingegneria proteica dell'evoluzione diretta utilizza prove ed errori e non ha bisogno di una mappa strutturale completa.Questo metodo richiede spesso tempo e costoso, a causa del requisito che ogni nuova combinazione proteica deve essere testata e solo alcune delle strutture create sono adatte per l'uso.Nonostante il costo, l'evoluzione diretta spesso consente ai ricercatori di incontrare preziose combinazioni di strutture proteiche che altrimenti non sarebbero scoperte.
Il design delle proteine consente agli scienziati di creare materiali unici che non si verificano in natura.I ricercatori hanno usato questo tipo di ingegneria per combinare la proteina fluorescente da una medusa con un'altra proteina dalle cellule umane, ad esempio.La sostanza risultante crea un bagliore verde e può essere tracciata mentre interagisce con le cellule viventi.Ciò fornisce preziose informazioni su come funzionano le proteine nel corpo umano e aiuta i ricercatori nella creazione di nuovi medicinali e procedure.
Un altro esempio di ingegneria proteica è lo sviluppo dell'insulina modificata.Gli scienziati hanno combinato diverse strutture proteiche per creare sostanze insuliniche sia ad azione rapida che ad azione lenta.Entrambi questi uomini hanno reso le variazioni sono preziose per le persone con disturbi da insulina, come il diabete.
Le nuove proteine sono utili anche nelle applicazioni industriali.Gli impianti di produzione, ad esempio, possono utilizzare proteine ingegnerizzate resistenti a sostanze chimiche specifiche.Gli esperti possono combinare le strutture di proteine forti per creare nuove sostanze ultra-forti.In futuro, il design delle proteine potrebbe essere una parte importante di quasi tutti i campi.