합성 생체구조 단백질의 부상

생물학적 구조 단백질은 실크 피브로인, 엘라스틴, 콜라겐과 같은 자연적으로 진화한 거대 분자들로, 뛰어난 기계적 특성, 생체 적합성 및 분해 가능성을 자랑합니다. 이들의 계층적 조립 능력은 섬유, 번들, 나노 운반체, 미세 구조체, 사caffolds, 그리고 생물학적 생활 재료와 같은 고급 재료의 형성에 허용됩니다 - 모두 이제 인공 유전자 합성을 통해 달성 가능합니다.

연구 진행 상황:

• 2010: 천연 타이틴 구조를 모방한 인공 엘라스틴이 GB1 모듈과 보존된 반복 단위를 재배열하여 개발되었습니다.
• 2016: SP1 순환 단백질 자기 조립을 사용하여 자연 광세균을 모방한 인공 광수확 시스템이 생성되었습니다. 또한 세균, 효모 및 전구 식물과 같은 이종 시스템에서의 발현도 달성되었습니다.
• 2021: 줄기 세포 기계적 조절을 위한 광반응성 테더가 설계되었으며, 이는 세포 분화를 기계적 전달을 통해 제어하는 방법을 제공합니다.

응용 분야:

콜라겐은 수용성이고 생체적합성이 뛰어나 인공 건강, 혈관, 치과 임플란트 등에 사용됩니다. 실크 피브로인 및 엘라스틴과 같은 단백질들은 제어된 약물 전달을 위한 나노 운반체를 형성합니다. 펩타이드 어셈블리는 기능성 약물과 통합되어 면역 요법 나노 운반체를 강화시킵니다.

장점 및 단점:

• 장점: 역학적 특성, 생체 적합성, 분해 가능함.
• 단점: 고분자량과 반복 시퀀스로 인해 합성 시스템에서의 불안정성; 저Compatibility와 프로카리오틱 시스템; 조립 중 단백질 구조 손상; 불명확한 아미노산 시퀀스-구조-기능 관계.

결론:

성능이 뛰어난 구조 단백질의 효율적, 확장 가능하고 비용 효과적인 생합성은 매우 중요합니다. 단백질 분비를 위한 합성 시스템은 정제 비용을 줄입니다. 유전자 편집, 방향진화 및 합성 생물학은 효율적인 호스트 개발을 촉진할 것입니다. 야오하이 바이오-파마의 "Gene Factory"는 합성을 자동화하여 DNA 비용을 낮추고 생물과학을 혁신합니다.

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