Rozwój syntetycznych białek biostrukturalnych

Białka biostrukturalne, naturalnie ewoluujące makrocząsteczki, takie jak fibroina jedwabiu, elastyna i kolagen, charakteryzują się wyjątkowymi właściwościami mechanicznymi, biokompatybilnością i degradowalnością. Ich hierarchiczne zdolności montażowe umożliwiają tworzenie zaawansowanych materiałów, w tym włókien, wiązek, nanonośników, mikrostruktur, rusztowań i materiałów biologicznych — wszystko to jest obecnie osiągalne dzięki sztucznej syntezie genów.

Postęp badań:

• 2010: Opracowano sztuczną elastynę naśladującą naturalne struktury tytyny poprzez przegrupowanie modułów GB1 i zachowane powtórzenia.
• 2016: Stworzono sztuczny system zbierania światła imitujący naturalne fotobakterie, wykorzystując samoorganizację cyklicznego białka SP1. Osiągnięto również ekspresję w heterologicznych systemach, takich jak bakterie, drożdże i rośliny transgeniczne.
• 2021: Zaprojektowano uwięzi reagujące na światło, umożliwiające mechaniczną regulację komórek macierzystych. Stanowią one metodę kontrolowania różnicowania komórek poprzez mechanotransdukcję.

Aplikacje:

Kolagen, hydrofilowy i biokompatybilny, jest stosowany w sztucznych ścięgnach, naczyniach krwionośnych, implantach dentystycznych i innych. Fibroina jedwabiu i białka elastyny-podobne tworzą nanonośniki do kontrolowanego dostarczania leków. Zespoły peptydowe integrują się z funkcjonalnymi lekami, wzmacniając nanonośniki immunoterapii.

Zalety i wady:

• Zalety: Właściwości mechaniczne, biokompatybilność i degradowalność.
• Wady: Niestabilność w systemach syntetycznych ze względu na dużą masę cząsteczkową i powtarzające się sekwencje; niska zgodność z systemami prokariotycznymi; uszkodzenie struktury białka podczas montażu; niejasne zależności pomiędzy sekwencją aminokwasów, strukturą i funkcją.

Wnioski:

Wydajna, skalowalna i ekonomiczna biosynteza wysoko wydajnych białek strukturalnych jest kluczowa. Syntetyczne systemy wydzielania białek obniżają koszty oczyszczania. Edycja genów, ukierunkowana ewolucja i biologia syntetyczna będą napędzać rozwój wydajnych gospodarzy. „Gene Factory” Yaohai Bio-Pharma automatyzuje syntezę, obniżając koszty DNA i rewolucjonizując bionaukę.

Aktywnie poszukujemy także partnerów instytucjonalnych lub indywidualnych na całym świecie. Oferujemy najbardziej konkurencyjne wynagrodzenie w branży. Jeśli masz jakiekolwiek pytania, skontaktuj się z nami: [email protected]