O que é engenharia de proteínas?
A engenharia de proteínas é um método que pode ser usado para desenvolver novos tipos de proteínas. Esse campo da ciência é relativamente novo, e as formas originais de combinar elementos proteicos continuam a ser estudadas e descobertas pelos pesquisadores. Esse tipo de engenharia permite que materiais com forças ou recursos específicos sejam desenvolvidos.
Design racional e evolução direcionada são as duas abordagens básicas da engenharia de proteínas. Alguns pesquisadores preferem uma abordagem à outra, no entanto, ambos os métodos podem ser usados para projetar novas estruturas de proteínas. O design racional baseia-se no conhecimento abrangente de como uma proteína existente é construída. A evolução dirigida, ao contrário, usa mudanças aleatórias de proteínas e pode ser realizada sem conhecer todos os detalhes da estrutura de uma proteína.
Cada abordagem à engenharia de proteínas tem vantagens e desvantagens. O design racional permite que os cientistas alterem a estrutura de uma proteína de maneira previsível e é um processo relativamente barato. Essa técnica exige que os especialistas tenham um plano estrutural detalhado de cada proteína sendo modificada, o que nem sempre está disponível.
O método de engenharia de proteínas de evolução direcionada utiliza tentativa e erro e não precisa de um mapa estrutural completo. Esse método geralmente é demorado e caro, devido ao requisito de que cada nova combinação de proteínas seja testada e apenas algumas das estruturas criadas sejam adequadas para uso. Apesar do custo, a evolução direcionada geralmente permite que os pesquisadores encontrem combinações valiosas de estruturas proteicas que, de outra forma, não seriam descobertas.
O design de proteínas permite que os cientistas criem materiais exclusivos que não ocorrem na natureza. Os pesquisadores usaram esse tipo de engenharia para combinar proteína fluorescente de uma água-viva com outra proteína de células humanas, por exemplo. A substância resultante cria um brilho verde e pode ser rastreada à medida que interage com as células vivas. Isso fornece informações valiosas sobre como as proteínas funcionam no corpo humano e auxilia os pesquisadores na criação de novos medicamentos e procedimentos.
Outro exemplo de engenharia de proteínas é o desenvolvimento de insulina modificada. Os cientistas combinaram diferentes estruturas proteicas para criar substâncias de insulina de ação rápida e lenta. Ambas as variações feitas pelo homem são valiosas para indivíduos com distúrbios de insulina, como diabetes.
Novas proteínas também são úteis em aplicações industriais. As instalações de fabricação, por exemplo, podem usar proteínas projetadas que são resistentes a produtos químicos específicos. Os especialistas podem combinar as estruturas de proteínas fortes para criar novas substâncias ultra-fortes. No futuro, o design de proteínas pode ser uma parte importante de quase todos os campos.