صعود بروتينات الهيكل الصناعية

البروتينات البيوهيكلية هي جزيئات كبرى تطورت بشكل طبيعي مثل سيلك الفيبرين، الإيلاستين، والكولاجين، والتي تتميز بخصائص ميكانيكية استثنائية، توافق بيولوجي، وقابلية للتحلل. تتيح قدراتهم على التجميع الهرميائي تشكيل مواد متقدمة، بما في ذلك الألياف، الحزم، النانوحمولات، الهياكل الدقيقة، الركائز، والمواد الحيوية المعيشة - وكلها أصبحت ممكنة الآن من خلال التركيب الاصطناعي للجينات.

تقدم البحث:

• 2010: تم تطوير الإيلاستين الاصطناعي الذي يقلد بنية التيتين الطبيعية بإعادة ترتيب وحدات GB1 والتكرارات المحافظ عليها.
• 2016: تم إنشاء نظام اصطناعي لجمع الضوء يقلد البكتيريا الضوئية الطبيعية باستخدام تجميع ذاتي للبروتين الدوري SP1. كما تم تحقيق التعبير في أنظمة غير طبيعية مثل البكتيريا، والخميرة، والنباتات المعدلة وراثيًا.
• 2021: تم تصميم روابط حساسة للضوء لتنظيم الميكانيكا الخلوية للخلايا الجذعية، مما يقدم طريقة لتحكم تفاضل الخلايا من خلال الميكانيوانتقال.

التطبيقات:

الكولاجين، الذي يتميز بأنه مائي وموافق بيولوجيًا، يستخدم في الأوتار الاصطناعية، والأوعية الدموية، والزرعات السنية، وغير ذلك. بروتينات الشُبكة الحريرية وبروتينات مشابهة للإلاستين تشكل نانو حامليات لتسليم الدواء بطريقة متحكم بها. التجميعات الببتيدية تتكامل مع الأدوية الوظيفية، مما يعزز من حامليات النانو المستخدمة في العلاج المناعي.

المزايا والعيوب:

• المزايا: الخصائص الميكانيكية، الموافقة البيولوجية، والقابلية للتحلل.
• العيوب: عدم الاستقرار في الأنظمة الصناعية بسبب الأوزان الجزيئية المرتفعة والتسلسلات المتكررة؛ التوافق المنخفض مع الأنظمة البروكاريوتية؛ تلف بنية البروتين أثناء التجميع؛ وعدم وضوح العلاقة بين تسلسل الحمض الأميني والبنية والوظيفة.

الخاتمة:

البيوسنتيسيس الفعّال، القابل للتوسع، والاقتصادي لبروتينات الهيكل عالية الأداء أمر بالغ الأهمية. تقلل الأنظمة الاصطناعية لإفراز البروتين من تكاليف التحلية. ستدفع تحرير الجينات، التطوير الموجه، وعلم الأحياء الاصطناعي تطوير مضيفين كفاءة. يُتمِتَم "مصنع الجينات" الخاص بشركة ياوهاي بيو-فارما التركيب الآلي، مما يخفض تكاليف الحمض النووي ويحدث ثورة في علوم الحياة.

نحن نبحث أيضًا بنشاط عن شركاء عالميين من المؤسسات أو الأفراد. نقدم أكثر التعويضات تنافسية في الصناعة. إذا كان لديك أي أسئلة، لا تتردد في التواصل معنا: [email protected]