合成バイオ構造タンパク質の台頭

生体構造タンパク質は、シルクフィブロイン、エラスチン、コラーゲンなどの自然進化したマクロ分子であり、優れた機械的特性、バイオ適合性、分解能を備えています。これらの階層的な組み立て能力により、繊維、束、ナノキャリア、微小構造、サcaffolds、および生物活性材料など、高度な材料の形成が可能であり、これらはすべて人工遺伝子合成を通じて実現可能です。

研究の進展：

• 2010年：GB1モジュールと保存型リピートを再配置して、自然のチタン構造を模倣した人工エラスチンが開発されました。
• 2016年：SP1環状タンパク質の自己集合を使用して、自然の光合成細菌を模倣した人工光収集システムが作られました。また、バクテリア、イースト、トランスジェニック植物などの異種系での表現も達成されました。
• 2021年：幹細胞の力学的制御に使用するための光応答性テザーが設計され、メカノトランスデュクションを通じた細胞分化の制御方法が提供されました。

応用:

コラーゲンは、親水性かつ生体適合性があり、人工腱、血管、歯科用インプラントなどに使用されています。シルクフィブロインやエラスチン様タンパク質は、制御された薬物送達のためのナノキャリアを形成します。ペプチドアセンブリーは機能性薬物と統合され、免疫療法ナノキャリアを強化します。

利点と欠点：

• 利点: 力学的特性、生体適合性、分解能。
• 欠点: 高分子量と繰り返し配列による合成システムでの不安定性；プロカリアotes系との低適合性；組み立て時のタンパク質構造の損傷；アミノ酸配列-構造-機能関係の不明瞭さ。

結論：

高性能構造タンパク質の効率的、拡張可能かつコスト効果の高いバイオ合成は重要です。タンパク質分泌のための合成システムは精製コストを削減します。ゲノム編集、指向進化、および合成生物学が効率的なホストの開発を推進します。 Yao Hai Bio-Pharma の「Gene Factory」は合成を自動化し、DNAのコストを引き下げ、バイオサイエンスを革命的に変えるでしょう。

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