L’ingegneria delle proteine è un metodo che può essere utilizzato per sviluppare nuovi tipi di proteine. Questo campo della scienza è relativamente nuovo e i ricercatori continuano a studiare e scoprire modi originali di combinare gli elementi proteici. Questo tipo di ingegneria consente di sviluppare materiali con punti di forza o caratteristiche specifiche.
La progettazione razionale e l’evoluzione diretta sono i due approcci di base all’ingegneria delle proteine. Alcuni ricercatori preferiscono un approccio rispetto all’altro, tuttavia entrambi i metodi possono essere utilizzati per progettare nuove strutture proteiche. La progettazione razionale si basa su una conoscenza completa di come viene costruita una proteina esistente. L’evoluzione diretta, al contrario, utilizza cambiamenti proteici casuali e può essere eseguita senza conoscere ogni dettaglio della struttura di una proteina.
Ogni approccio all’ingegneria delle proteine ha sia vantaggi che svantaggi. La progettazione razionale consente agli scienziati di modificare la struttura di una proteina in modo prevedibile ed è un processo relativamente poco costoso. Questa tecnica richiede che gli esperti dispongano di un progetto strutturale dettagliato di ciascuna proteina modificata, che non è sempre disponibile.
Il metodo di ingegneria proteica a evoluzione diretta utilizza prove ed errori e non necessita di una mappa strutturale completa. Questo metodo è spesso lungo e costoso, a causa del requisito che ogni nuova combinazione proteica deve essere testata e solo alcune delle strutture create sono adatte all’uso. Nonostante il costo, l’evoluzione diretta spesso consente ai ricercatori di incontrare preziose combinazioni di strutture proteiche che altrimenti non sarebbero state scoperte.
La progettazione delle proteine consente agli scienziati di creare materiali unici che non si trovano in natura. I ricercatori hanno utilizzato questo tipo di ingegneria per combinare la proteina fluorescente di una medusa con un’altra proteina delle cellule umane, ad esempio. La sostanza risultante crea un bagliore verde e può essere monitorata mentre interagisce con le cellule viventi. Ciò fornisce preziose informazioni su come funzionano le proteine nel corpo umano e assiste i ricercatori nella creazione di nuovi farmaci e procedure.
Un altro esempio di ingegneria proteica è lo sviluppo dell’insulina modificata. Gli scienziati hanno combinato diverse strutture proteiche per creare sostanze insuliniche sia ad azione rapida che ad azione lenta. Entrambe queste variazioni create dall’uomo sono preziose per gli individui con disturbi dell’insulina, come il diabete.
Nuove proteine sono utili anche nelle applicazioni industriali. Gli impianti di produzione, ad esempio, possono utilizzare proteine ingegnerizzate resistenti a sostanze chimiche specifiche. Gli esperti possono combinare le strutture di proteine forti per creare nuove sostanze ultra-forti. In futuro, la progettazione delle proteine potrebbe essere una parte importante di quasi tutti i campi.