Ingineria proteinelor este o metodă care poate fi folosită pentru a dezvolta noi tipuri de proteine. Acest domeniu al științei este relativ nou, iar modalitățile originale de combinare a elementelor proteice continuă să fie studiate și descoperite de cercetători. Acest tip de inginerie permite dezvoltarea materialelor cu rezistențe sau caracteristici specifice.
Proiectarea rațională și evoluția direcționată sunt cele două abordări de bază ale ingineriei proteinelor. Unii cercetători preferă o abordare față de cealaltă, totuși ambele metode pot fi utilizate pentru a proiecta noi structuri de proteine. Designul rațional se bazează pe cunoașterea cuprinzătoare a modului în care este construită o proteină existentă. Evoluția dirijată, în schimb, folosește modificări aleatorii ale proteinelor și poate fi efectuată fără a cunoaște fiecare detaliu al structurii unei proteine.
Fiecare abordare a ingineriei proteinelor are atât avantaje, cât și dezavantaje. Designul rațional permite oamenilor de știință să schimbe structura unei proteine într-un mod predictibil și este un proces relativ ieftin. Această tehnică necesită experți să aibă un plan structural detaliat al fiecărei proteine care este modificată, care nu este întotdeauna disponibil.
Metoda de inginerie a proteinelor cu evoluție direcționată folosește încercare și eroare și nu are nevoie de o hartă structurală completă. Această metodă este adesea consumatoare de timp și costisitoare, din cauza cerinței ca fiecare nouă combinație de proteine trebuie testată și doar câteva dintre structurile create sunt potrivite pentru utilizare. În ciuda costului, evoluția direcționată permite adesea cercetătorilor să întâlnească combinații valoroase de structură a proteinelor care altfel nu ar fi descoperite.
Designul proteinelor le permite oamenilor de știință să creeze materiale unice care nu apar în natură. Cercetătorii au folosit acest tip de inginerie pentru a combina proteinele fluorescente dintr-o meduză cu o altă proteină din celulele umane, de exemplu. Substanța rezultată creează o strălucire verde și poate fi urmărită în timp ce interacționează cu celulele vii. Acest lucru oferă informații valoroase despre modul în care proteinele funcționează în corpul uman și ajută cercetătorii în crearea de noi medicamente și proceduri.
Un alt exemplu de inginerie a proteinelor este dezvoltarea insulinei modificate. Oamenii de știință au combinat diferite structuri de proteine pentru a crea atât substanțe de insulină cu acțiune rapidă, cât și cu acțiune lentă. Ambele variații făcute de om sunt valoroase pentru persoanele cu tulburări de insulină, cum ar fi diabetul.
Proteinele noi sunt utile și în aplicații industriale. Facilitățile de producție, de exemplu, pot folosi proteine artificiale care sunt rezistente la anumite substanțe chimice. Experții pot combina structurile proteinelor puternice pentru a crea substanțe noi, ultra-puternice. În viitor, proiectarea proteinelor poate fi o parte importantă în aproape fiecare domeniu.