Co to jest inżynieria białka?

Inżynieria białek to metoda, którą można zastosować do opracowania nowych rodzajów białek.Ta dziedzina nauki jest stosunkowo nowe, a oryginalne sposoby łączenia elementów białkowych są nadal badane i odkryte przez naukowców.Ten rodzaj inżynierii pozwala na opracowanie materiałów o określonych stronach lub funkcjach.

Racjonalna konstrukcja i ukierunkowana ewolucja to dwa podstawowe podejścia do inżynierii białkowej.Niektórzy badacze preferują jedno podejście od drugiego, jednak obie metody można zastosować do projektowania nowych struktur białkowych.Racjonalny projekt opiera się na kompleksowej wiedzy na temat budowy istniejącego białka.Natomiast ukierunkowana ewolucja wykorzystuje losowe zmiany białka i można ją wykonać bez znajomości każdego szczegółu struktury białka.

Każde podejście do inżynierii białkowej ma zarówno zalety, jak i wady.Racjonalny projekt pozwala naukowcom zmienić strukturę białka w przewidywalny sposób i jest stosunkowo niedrogim procesem.Ta technika wymaga, aby eksperci mieli szczegółowy strukturalny plan każdego białka, który nie zawsze jest dostępny.

Kierowana metoda inżynierii białek ewolucyjnych wykorzystuje próbę i błąd i nie wymaga pełnej mapy strukturalnej.Ta metoda jest często czasochłonna i kosztowna, ze względu na wymaganie, aby każda nowa kombinacja białka musi być przetestowana, a tylko kilka utworzonych struktur jest odpowiednich do użycia.Pomimo kosztów, ukierunkowana ewolucja często pozwala badaczom na spotkanie z cennymi kombinacjami struktury białek, które w innym przypadku nie zostałyby odkryte.

Projektowanie białek umożliwia naukowcom tworzenie unikalnych materiałów, które nie występują w naturze.Naukowcy wykorzystali na przykład tego rodzaju inżynierię do łączenia białka fluorescencyjnego z meduz z innym białkiem z komórek ludzkich.Powstała substancja tworzy zielony blask i można ją śledzić, gdy oddziałuje z żywymi komórkami.Dostarcza to cennych informacji o tym, w jaki sposób białka funkcjonują w ludzkim ciele i pomaga badaczom w tworzeniu nowych leków i procedur.

Innym przykładem inżynierii białek jest rozwój zmodyfikowanej insuliny.Naukowcy połączyli różne struktury białkowe, aby stworzyć zarówno szybko działające, jak i wolno działające substancje insulinowe.Oba te odmiany dokonane przez człowieka są cenne dla osób z zaburzeniami insuliny, takimi jak cukrzyca.

Nowe białka są również przydatne w zastosowaniach przemysłowych.Na przykład zakłady produkcyjne mogą wykorzystywać zaprojektowane białka odporne na określone chemikalia.Eksperci mogą łączyć struktury silnych białek, aby tworzyć nowe, ultra-silne substancje.W przyszłości projektowanie białek może być ważną częścią prawie każdego pola.