طراحی پروتئین

طراحی پروتئین (به انگلیسی Protein design)، طراحی منطقی (rational design) مولکول های جدید پروتئین است که به ساختار پروتئین هدف (با هدف طراحی عملکرد یا رفتار جدید) تبدیل می شود. پروتئین ها می توانند از ابتدا طراحی شوند (de novo design) یا با ساختن مدل های محاسبه شده از یک ساختار پروتئینی شناخته شده و توالی آن طراحی شوند (طراحی مجدد پروتئین).
روش های طراحی منطقی پروتئین، توالی پروتئینی را پیش بینی می کند که به ساختارهای اختصاصی تبدیل می شود. سپس این توالی های پیش بینی شده می توانند به صورت تجربی از طریق روش هایی نظیر سنتز پپتید، موتاژنز جهت دار جایگاه (site-directed mutagenesis) یا سنتز ژن مصنوعی مورد تأیید قرار گیرد.
طراحی منطقی پروتئین به اواسط دهه ۱۹۷۰ بازمی گردد، هرچند روش های اولیه طراحی پروتئین بیشتر بر پایه ترکیب توالی قرار می گرفتند و برهمکنش های اختصاصی بین زنجیره های جانبی در سطح اتمی حساب نمی شد. با این حال اخیراً، پیشرفت در میدان نیروی مولکولی، الگوریتم های طراحی پروتئین و بیوانفورماتیک ساختاری (structural bioinformatics) مانند کتابخانه هایی از کانفورماسیون های اسید آمینه، توسعه ابزارهای محاسباتی پیشرفته طراحی پروتئین را امکان پذیر کرده است. این ابزار محاسباتی می تواند محاسبات پیچیده ای را در مورد انرژی و انعطاف پذیری پروتئین انجام دهد و جستجوها را در فضاهای پیکربندی وسیعی انجام دهد، که انجام آن به صورت دستی غیرممکن است.
با توجه به پیشرفت برنامه های محاسباتی طراحی پروتئین و موفقیت های مهم در این زمینه، طراحی منطقی پروتئین یکی از مهم ترین ابزارهای مهندسی پروتئین شده است.