متدهاي مهندسي پروتئين

مهندســي پروتئيــن ميتوانــد بــه عنــوان زيرشــاخه اي از علــم مهندســي ژنتيــك در نظــر گرفتــه شــود. هــدف اصلــي در هــر آزمايــش مهندســي پروتئيــن تغييــر توالــي و ســاختار هــر پروتئيــن بــراي ايجــاد پروتئينهايــي بــا خــواص عملكــردي مطلــوب ميباشــد. مهندســي پروتئيــن از ســال 1980 بــراي افزايــش يــا تغييــر فعاليــت پروتئينهــا و آنزيمهــاي مختلــف اســتفاده شــده اســت. بــه طــور كلــي مهندســي پروتئيــن بــا دو روش اصلــي -Ratio nal design وDirected evolution بــه طراحــي پروتئينهــا يــا آنزيمهــا ميپــردازد. روش Rational design كــه اوليــن روش اســتفاده شــده در مهندســي پروتئيــن بــوده اســت، زمانــي بــه كار ميــرود كــه ســاختار و عملكــرد پروتئيــن بــه خوبــي شــناخته شــده باشــد. در ايــن روش بــر مبنــاي ســاختار ســه بعــدي و ارتبــاط بيــن ســاختار و عملكــرد پروتئيــن، بــا ايجــاد موتاســيون در مكانهــاي مشــخص، مولكولهــاي پروتئينــي جديــد ســاخته ميشــوند. Rational design همچنيــن بــراي ايجــاد پروتئينهــاي هيبريــد كــه تركيبــي از دومينهــاي پروتئينــي موجــود امــا نامرتبــط هســتند نيــز اســتفاده شــده اســت. در روشDirected evolution ، برخــلاف Rational design نيــازي بــه دانســتن اطلاعــات دربــاره توالــي آمينواســيدي، ســاختار و عملكــرد پروتئيــن وجــود نــدارد. امــروزه روشــهاي Directed evolution بــه دو دســته اصلــي تقســيم ميشــوند: 1. ايجــاد موتاســيونهاي تصادفــي در ژنهــا ماننــد PCR مســتعد خطــا و 2. نوتركيبــي قطعــات ژنــي از پروتئينهــاي همولــوگ بــا منشــاهاي مختلــف ماننــد DNA shuffling. روش Directed evolution نيازمنــد دو مرحلــه اساســي شــامل مرحلــه اول ايجــاد كتابخانههــاي ژنتيكــي تصادفــي و مرحلــه دوم غربالگــري و انتخــاب پروتئينهايــي بــا خــواص مــورد نظــر ميباشــد.