Биомолекулярная инженерия — это применение инженерных принципов и практик для целенаправленного манипулирования молекулами биологического происхождения. Биомолекулярные инженеры объединяют знания о биологических процессах с основными знаниями в области химической инженерии , чтобы сосредоточиться на решениях на молекулярном уровне вопросов и проблем в области наук о жизни, связанных с окружающей средой , сельским хозяйством , энергетикой , промышленностью , производством продуктов питания , биотехнологиями и медициной.
Биомолекулярные инженеры целенаправленно манипулируют углеводами , белками , нуклеиновыми кислотами и липидами в рамках соотношения между их структурой (см.: Структура нуклеиновых кислот , химия углеводов , структура белка ,), функцией (см.: Функция белка ) и свойствами и в отношении применимости. в такие области, как восстановление окружающей среды , растениеводство и животноводство, биотопливные элементы и биомолекулярная диагностика. Термодинамика и кинетика молекулярного узнавания ферментами , антителами , гибридизацией ДНК ., изучаются биоконъюгация/биоиммобилизация и биосепарация. Внимание также уделяется рудиментам сконструированных биомолекул в передаче сигналов в клетках , кинетике роста клеток, разработке биохимических путей и инженерии биореакторов.
Во время Второй мировой войны [1] потребность в больших количествах пенициллина приемлемого качества заставила инженеров-химиков и микробиологов сосредоточиться на производстве пенициллина. Это создало правильные условия для запуска цепочки реакций, которые привели к созданию области биомолекулярной инженерии. Биомолекулярная инженерия была впервые определена в 1992 году Национальными институтами здравоохранения США как исследование на стыке химической инженерии и биологии с упором на молекулярный уровень». Хотя биомолекулярная инженерия впервые была определена как исследование, с тех пор она стала академической дисциплиной и областью деятельности. инженерной практики.Герцептин , гуманизированный Маб .для лечения рака молочной железы, стал первым препаратом, разработанным с использованием биомолекулярного инженерного подхода и одобренным FDA США . Кроме того, «Биомолекулярная инженерия» — прежнее название журнала «Новая биотехнология» .
Биотехнологии будущего могут помочь объяснить биомолекулярную инженерию. Глядя на закон Мура «Предсказание», в квантовом будущема процессоры на основе биологии — это «большие» технологии. С помощью биомолекулярной инженерии можно манипулировать работой наших процессоров, чтобы они функционировали так же, как работают биологические клетки. Биомолекулярная инженерия имеет потенциал стать одной из наиболее важных научных дисциплин благодаря своим достижениям в анализе закономерностей экспрессии генов, а также целенаправленному манипулированию многими важными биомолекулами для улучшения функциональности. Исследования в этой области могут привести к открытию новых лекарств, улучшению методов лечения и развитию новых биотехнологий. С ростом знаний о биомолекулах увеличивается скорость обнаружения новых ценных молекул, включая, помимо прочего, антитела , ферменты , вакцины., а производство терапевтических пептидов будет продолжать ускоряться. Биомолекулярная инженерия создаст новые разработки терапевтических лекарств и ценных биомолекул для лечения или профилактики рака, генетических заболеваний и других типов метаболических заболеваний . Кроме того, ожидается появление промышленных ферментов , которые будут обладать желаемыми свойствами для улучшения процессов, а также для производства дорогостоящих биомолекулярных продуктов при гораздо более низких производственных затратах. С использованием рекомбинантной технологии также будут производиться новые антибиотики, активные против резистентных штаммов. [2]