Белковая инженерия
Белковая инженерия занимается разработкой белков, которые могут принимать участие в метаболизме клетки, экспрессии генов, улучшению структуры клетки или доставке веществ внутрь клетки из внешнего мира. Как дисциплина, белковая инженерия исследует фолдинг (сворачивание) белков, а также принципы их модификации и создания.
Методы
- Направленная модификация - для внесения изменений использует подробное знание об устройстве и назначении молекулы белка
- Направленная эволюция - из случайных мутантов белка отбираются экземпляры наиболее близкие целевым параметрам, после чего случайный мутагенез повторяется, пока в итоге не будут получены мутанты целевым параметрам удовлетворяющие (циклы мутация-селекция).
Примеры
Энзимы в моющих средствах
Энзимы или ферменты, это белки, выполняющие роль биологических катализаторов. Найдено множество видов для каждого типа энзима и они производятся в промышленных масштабах для моющих средств. Они дают гораздо лучший баланс между стоимостью производства и безопасностью для потребителя, детей и домашних животных. Распространённые виды:
- липаза - расщепляет липиды
- протеаза - расщепляет белки, производится из сои[1]
- амилаза - расщепляет крахмал и соединения с ним
- целлюлаза - расщепляет целлюлозу
- пектиназа - расщепляет пектин
- кератиназа - расщепляет кератин
Перспективы
Нанотехнологии
Белок - основной "стройматериал" для организма, так как его просто создавать в больших количествах и белки могут выполнять самые разные функции. Есть целая связанная область науки - нанотехнология протеинов[2].
Стройматериалы
Человечество использует дерево как материал на протяжении практически всего своего развития. Можно ли развить дерево и придумать лучшие альтернативы целлюлозе? Можно ли вырастить здание?
Есть два пути, которые позволят рассмотреть эту тему. Один из них - через разложение, как это делают грибы, другой - через фотосинтез, как это делают растения. В таком разрезе, для фотосинтеза необходима только вода, углекислый газ и минимум материалов, а для разложения - добавочная масса отходов для переработки.
| Требуется информация от эксперта! |
|---|
| Запрос: Следует ли рассматривать разработку белков и новых организмов для замены стройматериалов, как идею, которая может быть однажды практичной? |
| Экспертиза: биолог, физик |
| Требуется информация от эксперта! |
|---|
| Запрос: Какие энергозатраты понадобятся для создания массы белка путём фотосинтеза из углекислого газа? Что выгоднее: цианобактерии или генномодифицированные растения? |
| Экспертиза: биолог, физик |
| Требуется информация от эксперта! |
|---|
| Запрос: Какие энергозатраты понадобятся для создания массы белка путём разложения грибком? Не возникнет ли проблемы с доставкой материала между клетками? |
| Экспертиза: биолог, физик |
Инструменты
Ссылки
- ↑ High-yield Bacillus subtilis protease production by solid-state fermentation, Valeria F Soares, Leda R Castilho, Elba P S Bon, Denise M G Freire, PMID: 15917609
- ↑ NCBI: Protein nanotechnology: what is it?, Juliet A Gerrard, PMID: 23504415