生物衍生材料：先进生物化工的自然利用

生物有机化学是化学和化学的一个跨学科科学分支在过去的几十年里，由于其在分子水平上对生物系统功能的重要见解。它主要是一门涉及生物过程研究的科学学科主要是转录、翻译或翻译后水平的蛋白质和肽。然而，在分子水平上，我们对肽/蛋白质结构活性关系（SAR）的基本知识和理解仍处于初级阶段。事实上将多结构域蛋白质切割成较小且简单的片段，从而阐明支架的设计似乎能有效模拟天然蛋白质的功能从而产生了肽计量学。有时，模仿具有关键功能的蛋白质结构域，比正常蛋白质/肽更具优势在特异性和治疗益处方面。此后，后者被视为是研究分子识别的昂贵模型。在这本书中第章，我们的努力在于调整肽化学原理的基础，遇到的挑战，以及一些非常有效的肽组学示例作为解决蛋白质水解障碍的路线图其他。 

被称为无机复合物的仿生簇是许多经常用于生化途径的酶。具体来说仿生团簇是由过渡金属与有机配体螯合而成。本书的这一章详细介绍了最基本的生物化学的氧化还原活性酶过程。生物无机化学家已经合成了许多仿生物质集群不仅能够模拟活动场地的结构特征，而且也可以模拟它们的功能。类似地，将氮固定到氨中是类似于基本的生物过程，因此可以被视为仿生生物过程。因此，新型材料，包括电化物、氮化物、氢化物、，和碱性氧化物，在促进生化反应产物方面创造了一个利基。对仿生簇，特别是无机催化剂模拟物、新材料的见解促进生物化学及其机制将为小分子活化，具有不同的催化机制尚待阐明。

低分子量水凝胶（LMOHG）是非常有前途的合成子，用于自下而上制造超分子软材料。近年来，对以肽为基础的水凝胶作为生物启发片段的重要贡献已经完成。在本书的这一章中，我们致力于模块化两个不同的方面：首先，脚手架裁剪的基本指南和原则导致水凝胶形成和非共价作用概述相互作用/化学功能化是各种自组装过程的关键组成部分。在第二部分中，我们将把我们最近的设计器程序集在自聚集行为方面的成就主要应用于生物医学领域，如药物输送载体设计，抗菌、抗炎以及伤口愈合特性。我们预计本文将从概念上演示不同的方法用于建造这些特定任务的设计师水凝胶。

需要对人类疾病，特别是紧急非传染性疾病进行深入分析，以了解其分子机制发展可持续治疗学。小型啮齿动物和犬科动物经常用作临床试验的模型。然而，最近的证据表明这种体内模型对人类疾病的不适当性。需要建立一类新的与人相关的平台来解决围绕失败的问题过去几十年来潜在的候选药物。与人相关的发展体外模型必须遵循3R的生物医学研究原则。建模病变组织需要合适的基质，如支架、水凝胶、，静电纺丝垫等，以模拟组织的强度和力学问题。来自植物和动物等自然来源的生物降解生物材料已经广泛用于组织工程，再生药物可以重新用于开发与人类相关的疾病模型。在这里，我们将讨论几种高度致命的非传染性疾病的体外模型的现状比如心肌病、癌症、神经病变等。

细菌纤维素（BC）因其在多种应用。其纳米纤维性质为通过物理、化学或生物方法配制复合材料。不列颠哥伦比亚省复合材料是通过与多种分子结合形成的其他功能。本章总结了添加剂和改性技术BC将形成纳米复合材料，用于不同的工业部门。本章首先概述BC的独特特性，这些特性对复合材料至关重要设计。用于形成复合材料的添加剂或增强剂的类型有讨论了复合材料的制备方法。最后本节展示了BC和BC复合材料在以下领域的应用药物、食品、诊断、化妆品和作为一般基质。

众所周知，细胞膜参与多种生物功能除了提供细胞完整性之外。有趣的是，在一个小纳米厚度，除其横向组织多样性，使生物膜成为一种独特的介质进行一些细胞反应。在本章中，我们讨论了膜结构、物理特性及其对几种生物功能的贡献。

药物输送系统是将药物输送到所需细胞、组织、，以更好地释放和吸收药物。这些是用于提高治疗药物的药理活性，以及克服生物利用度低、缺乏选择性、药物聚集性差等问题生物分布、有限溶解度和减少与治疗相关的副作用药物。新型药物输送系统为改善患有不同病理状况但耐药的患者的生活方式在治疗过程中发展成为一个主要关注点，这就增加了寻找替代有效的运输系统。无数的进步导致了开发更具针对性的活性载体并改进药代动力学行为。基于微生物的药物输送系统就是这样一种系统提供无毒、安全、针对特定地点的靶向行动，副作用最小。对于高效载体的开发，微生物的特性，如自我脉动、治疗药物的原位生产、增强免疫力、肿瘤细胞渗透等起着重要作用。基于微生物的药物输送系统可以分为细菌、真菌、病毒和藻类药物传递系统。瘤内注射、鼻腔给药和口服给药是首选的治疗途径根据药物的性质对此类递送系统进行管理，管理方便，以及预定位置。细菌、抗癌溶瘤病毒、病毒免疫治疗和病毒载体是生物技术研究的热点领域。这个降低毒性和副作用的微生物给药系统必将成为改善患者健康的未来先进载体。本章提供了微生物给药新方法及其研究进展应用。