วิศวกรรมโปรตีนคืออะไร?

วิศวกรรมโปรตีนเป็นวิธีที่สามารถใช้ในการพัฒนาโปรตีนชนิดใหม่สาขาวิทยาศาสตร์นี้ค่อนข้างใหม่และวิธีดั้งเดิมของการรวมองค์ประกอบโปรตีนยังคงได้รับการศึกษาและค้นพบโดยนักวิจัยวิศวกรรมประเภทนี้ช่วยให้วัสดุที่มีจุดแข็งหรือคุณสมบัติเฉพาะที่จะพัฒนา

การออกแบบที่มีเหตุผลและวิวัฒนาการโดยตรงเป็นสองวิธีพื้นฐานสำหรับวิศวกรรมโปรตีนนักวิจัยบางคนต้องการวิธีการหนึ่งมากกว่าวิธีอื่นอย่างไรก็ตามทั้งสองวิธีสามารถใช้ในการออกแบบโครงสร้างโปรตีนใหม่การออกแบบที่มีเหตุผลขึ้นอยู่กับความรู้ที่ครอบคลุมเกี่ยวกับวิธีการสร้างโปรตีนที่มีอยู่ในทางตรงกันข้ามวิวัฒนาการโดยตรงใช้การเปลี่ยนแปลงของโปรตีนแบบสุ่มและสามารถดำเนินการได้โดยไม่ทราบรายละเอียดของโครงสร้างโปรตีนทุกวิธี

แต่ละวิธีในการวิศวกรรมโปรตีนมีทั้งข้อดีและข้อเสียการออกแบบอย่างมีเหตุผลช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เปลี่ยนโครงสร้างของโปรตีนในวิธีที่สามารถคาดเดาได้และเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างไม่แพงเทคนิคนี้ต้องการให้ผู้เชี่ยวชาญมีพิมพ์เขียวโครงสร้างโดยละเอียดของโปรตีนแต่ละตัวที่ถูกแก้ไขซึ่งไม่สามารถใช้ได้เสมอไป

วิธีการทางวิศวกรรมโปรตีนวิวัฒนาการโดยตรงใช้การทดลองและข้อผิดพลาดและไม่จำเป็นต้องมีแผนที่โครงสร้างเต็มรูปแบบวิธีนี้มักใช้เวลานานและมีราคาแพงเนื่องจากข้อกำหนดว่าการรวมกันของโปรตีนใหม่แต่ละครั้งจะต้องได้รับการทดสอบและโครงสร้างที่สร้างขึ้นเพียงไม่กี่ตัวเหมาะสำหรับการใช้งานแม้จะมีค่าใช้จ่ายวิวัฒนาการโดยตรงมักจะช่วยให้นักวิจัยพบการผสมผสานโครงสร้างโปรตีนที่มีค่าซึ่งจะไม่ค้นพบ

การออกแบบโปรตีนช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างวัสดุที่ไม่ซ้ำกันที่ไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาตินักวิจัยได้ใช้วิศวกรรมประเภทนี้เพื่อรวมโปรตีนเรืองแสงจากแมงกะพรุนกับโปรตีนอื่นจากเซลล์มนุษย์เป็นต้นสารที่เกิดขึ้นจะสร้างแสงสีเขียวและสามารถติดตามได้เนื่องจากมันโต้ตอบกับเซลล์ที่มีชีวิตสิ่งนี้ให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับวิธีการทำงานของโปรตีนในร่างกายมนุษย์และช่วยเหลือนักวิจัยในการสร้างยาและขั้นตอนใหม่

อีกตัวอย่างหนึ่งของวิศวกรรมโปรตีนคือการพัฒนาอินซูลินดัดแปลงนักวิทยาศาสตร์ได้รวมโครงสร้างโปรตีนที่แตกต่างกันเพื่อสร้างทั้งสารอินซูลินที่ออกฤทธิ์เร็วและทำหน้าที่ช้าชายทั้งสองคนนี้สร้างรูปแบบที่มีค่าสำหรับบุคคลที่มีความผิดปกติของอินซูลินเช่นโรคเบาหวาน

โปรตีนใหม่ก็มีประโยชน์ในการใช้งานอุตสาหกรรมตัวอย่างเช่นสิ่งอำนวยความสะดวกการผลิตสามารถใช้โปรตีนที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมที่ทนต่อสารเคมีเฉพาะผู้เชี่ยวชาญสามารถรวมโครงสร้างของโปรตีนที่แข็งแกร่งเพื่อสร้างสารใหม่ที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษในอนาคตการออกแบบโปรตีนอาจเป็นส่วนสำคัญของเกือบทุกสาขา