Biomolecular

Kejuruteraan Biomolekul adalah aplikasi prinsip-prinsip dan amalan kejuruteraan untuk manipulasi bertujuan molekul asal biologi. Jurutera Biomolekul mengintegrasi pengetahuan proses-proses biologi dengan ilmu teras kejuruteraan kimia supaya dapat memberi tumpuan kepada penyelesaian tahap molekul untuk isu-isu dan masalah dalam sains hayat yang berkaitan dengan alam sekitar, pertanian, tenaga, industri, pengeluaran makanan, bioteknologi dan perubatan. Jurutera Biomolekul sengaja memanipulasi karbohidrat, protein, asid nukleik dan lipid dalam rangka hubungan antara struktur , fungsi dan sifat-sifat dan berhubung dengan kebolehgunaan kepada bidang-bidang seperti pemulihan alam sekitar, tanaman dan pengeluaran saham kehidupan, sel-sel bahan api bio dan diagnostik Biomolekul. Perhatian asas diberikan kepada termodinamik dan kinetik pengiktirafan molekul enzim, antibodi, penghibridan DNA, bio-conjugation / bio-bergerak dan bioseparations. Perhatian juga diberikan kepada asas-asas kejuruteraan biomolekul dalam sel isyarat, kinetik pertumbuhan sel, kejuruteraan laluan biokimia dan kejuruteraan bioreaktor. Jurutera Biomolekul memimpin perubahan besar ke arah pemahaman dan mengawal mekanisme molekul yang menentukan kehidupan seperti yang kita tahu.

Biomolekul Asas

Kejuruteraan Biomolekul berkaitan dengan manipulasi banyak biomolekul penting. Ini termasuk, tetapi tidak terhad kepada, protein, karbohidrat, asid nukleik, dan lipid. Molekul adalah blok binaan asas kehidupan dan dengan mengawal, mencipta, dan memanipulasi bentuk dan fungsi mereka terdapat banyak jalan baru dan kelebihan yang ada kepada masyarakat. Oleh kerana setiap biomolekul adalah berbeza, terdapat beberapa teknik yang digunakan untuk memanipulasi setiap satu masing-masing.

• Proteins

Protein adalah polimer yang terdiri daripada rantaian asid amino dihubungkan dengan ikatan peptida. Mereka mempunyai empat peringkat yang berbeza struktur: rendah, menengah, pengajian tinggi, dan terdiri dr empat. Struktur utama merujuk kepada turutan tulang belakang asid amino. Struktur menengah memberi tumpuan kepada sama bentuk kecil yang membangun hasil daripada ikatan hidrogen antara rantaian asid amino. Jika kebanyakan protein yang mengandungi ikatan hidrogen antara molekul ia dikatakan berhubung dgn urat saraf, dan sebahagian besar daripada struktur sekunder akan menjadi kunci beta. Walau bagaimanapun, jika majoriti orientasi mengandungi ikatan hidrogen intramolecular, maka protein yang disebut bulat dan kebanyakannya terdiri daripada helixes alfa. Terdapat juga sama bentuk yang terdiri daripada campuran helices alfa dan kunci beta serta helixes beta dengan lembaran alfa. 

Struktur tinggi protein menangani proses lipatan mereka dan bagaimana molekul keseluruhan disusun. Akhir sekali, struktur terdiri dr empat adalah sekumpulan protein tinggi yang datang bersama-sama dan mengikat. Dengan semua tahap ini, protein mempunyai pelbagai tempat-tempat di mana mereka boleh dimanipulasi dan diselaraskan. Teknik digunakan untuk memberi kesan kepada urutan asid amino protein (tapak mutagenesis diarahkan), lipatan dan pengesahan daripada protein, atau lipatan protein tinggi tunggal dalam matriks protein terdiri dr empat. Protein yang tumpuan utama manipulasi biasanya enzim. Ini adalah protein yang bertindak sebagai pemangkin untuk tindak balas biokimia. Dengan memanipulasi pemangkin ini, kadar tindak balas, produk, dan kesan-kesan boleh dikawal. Enzim dan protein yang penting kepada bidang biologi dan penyelidikan yang terdapat subset tertentu kejuruteraan memberi tumpuan hanya pada protein dan enzim.

• Karbohidrat

Karbohidrat adalah biomolekul penting lain. Ini adalah polimer, dipanggil polisakarida, yang terdiri daripada rantaian gula ringkas disambungkan melalui bon glycosidic. Ini monosaccharides terdiri daripada 5-6 cincin karbon yang mengandungi karbon, hidrogen, dan oksigen - biasanya dalam 1: 2: Nisbah 1, masing-masing. Monosakarida biasa ialah glukosa, fruktosa, dan ribosa. Apabila monosakarida dihubungkan bersama-sama boleh membentuk disaccharides, oligosakarida, dan polisakarida: tatanama adalah bergantung kepada bilangan monosakarida dihubungkan bersama-sama. Dissacharides biasa, dua monosakarida menyertai bersama-sama, sukrosa, maltosa dan laktosa. Polisakarida penting, pautan banyak monosakarida, adalah selulosa, kanji, dan kitin. 

Selulosa adalah polisakarida yang terdiri daripada beta 1-4 hubungan antara monomer glukosa berulang. Ia adalah sumber yang paling banyak gula dalam alam semula jadi dan merupakan sebahagian besar daripada industri kertas. Kanji juga polisakarida yang terdiri daripada monomer glukosa; Walau bagaimanapun, mereka disambungkan melalui alpha 1-4 hubungan bukan beta. Kanji, terutamanya amilase, adalah penting dalam banyak industri, termasuk kertas, kosmetik, dan makanan. Kitin merupakan terbitan daripada selulosa, memiliki kumpulan acetamide bukan -OH satu pada salah satu karbon itu. Kumpulan Acetimide adalah deacetylated rantaian polimer kemudiannya dipanggil Chitosan. Kedua-dua derivatif selulosa adalah sumber utama penyelidikan untuk industri bioperubatan dan makanan. Mereka telah ditunjukkan untuk membantu pembekuan darah, mempunyai ciri-ciri antimikrob, dan aplikasi pemakanan. Banyak kejuruteraan dan penyelidikan memberi tumpuan kepada tahap penyahasetilan yang memberikan hasil yang paling berkesan untuk aplikasi tertentu.

Biomolecular engineering in industry

Kejuruteraan Biomolekul adalah disiplin yang luas dengan aplikasi dalam banyak industri yang berbeza dan bidang. Oleh itu, ia adalah sukar untuk menentukan satu perspektif mengenai profesion kejuruteraan Biomolekul. Industri bioteknologi, bagaimanapun, menyediakan perwakilan yang mencukupi. Industri bioteknologi, atau industri bioteknologi, merangkumi semua firma yang menggunakan bioteknologi untuk menghasilkan barangan atau perkhidmatan atau untuk melaksanakan penyelidikan dan pembangunan bioteknologi. [28] Dengan cara ini, ia merangkumi banyak aplikasi industri disiplin kejuruteraan Biomolekul. Dengan pemeriksaan industri bioteknologi, ia boleh berkumpul bahawa pemimpin utama industri ini adalah Amerika Syarikat, diikuti oleh Perancis dan Sepanyol. [28] Ia juga adalah benar bahawa fokus industri bioteknologi dan aplikasi kejuruteraan Biomolekul adalah terutamanya klinikal dan perubatan. Orang sanggup membayar untuk kesihatan yang baik, jadi kebanyakan wang ke arah industri bioteknologi kekal dalam usaha niaga yang berkaitan dengan kesihatan.