Computationally driven engineering of proteins aims to allow them to withstand an extended range of conditions and to mediate modified or novel functions. Therefore, it is crucial to the biotechnological industry, to biomedicine and to afford new challenges in environmental sciences, such as biocatalysis for green chemistry and bioremediation. In order to achieve these goals, it is important to clarify molecular mechanisms underlying proteins stability and modulating their interactions. So far, much attention has been given to hydrophobic and polar packing interactions and stability of the protein core. In contrast, the role of electrostatics and, in particular, of surface interactions has received less attention. However, electrostatics plays a pivotal role along the whole life cycle of a protein, since early folding steps to maturation, and it is involved in the regulation of protein localization and interactions with other cellular or artificial molecules. Short- and long-range electrostatic interactions, together with other forces, provide essential guidance cues in molecular and macromolecular assembly. We report here on methods for computing protein electrostatics and for individual or comparative analysis able to sort proteins by electrostatic similarity. Then, we provide examples of electrostatic analysis and fingerprints in natural protein evolution and in biotechnological design, in fields as diverse as biocatalysis, antibody and nanobody engineering, drug design and delivery, molecular virology, nanotechnology and regenerative medicine.

蛋白质的计算驱动工程旨在使其能够承受更大范围的条件并介导修饰的功能或新功能。因此，对于生物技术产业，生物医学以及应对环境科学的新挑战（例如绿色化学的生物催化和生物修复）至关重要。为了实现这些目标，弄清蛋白质稳定性和调节其相互作用的分子机制非常重要。到目前为止，已经对疏水和极性堆积相互作用以及蛋白质核心的稳定性给予了极大关注。相反，静电的作用，尤其是表面相互作用的作用，受到的关注较少。但是，静电作用在蛋白质的整个生命周期中都起着至关重要的作用，因为从折叠到成熟的早期步骤，它参与蛋白质定位的调控以及与其他细胞或人工分子的相互作用。短程和长程静电相互作用以及其他作用力，为分子和大分子组装提供了重要的指导线索。我们在这里报告了用于计算蛋白质静电的方法以及能够通过静电相似性对蛋白质进行分类的单独或比较分析的方法。然后，我们提供了天然蛋白质进化和生物技术设计中的静电分析和指纹图例，这些领域包括生物催化，抗体和纳米体工程，药物设计和交付，分子病毒学，纳米技术和再生医学。短程和长程静电相互作用以及其他作用力，为分子和大分子组装提供了重要的指导线索。我们在这里报告了用于计算蛋白质静电的方法以及能够通过静电相似性对蛋白质进行分类的单独或比较分析的方法。然后，我们提供了天然蛋白质进化和生物技术设计中的静电分析和指纹图例，这些领域包括生物催化，抗体和纳米体工程，药物设计和交付，分子病毒学，纳米技术和再生医学。短程和长程静电相互作用以及其他作用力，为分子和大分子组装提供了重要的指导线索。我们在这里报告了用于计算蛋白质静电的方法以及能够通过静电相似性对蛋白质进行分类的单独或比较分析的方法。然后，我们提供了天然蛋白质进化和生物技术设计中的静电分析和指纹图例，这些领域包括生物催化，抗体和纳米体工程，药物设计和交付，分子病毒学，纳米技术和再生医学。我们在这里报告了用于计算蛋白质静电的方法以及能够通过静电相似性对蛋白质进行分类的单独或比较分析的方法。然后，我们提供了天然蛋白质进化和生物技术设计中的静电分析和指纹图例，这些领域包括生物催化，抗体和纳米体工程，药物设计和交付，分子病毒学，纳米技术和再生医学。我们在这里报告了用于计算蛋白质静电的方法以及能够通过静电相似性对蛋白质进行分类的单独或比较分析的方法。然后，我们提供了天然蛋白质进化和生物技术设计中的静电分析和指纹图例，这些领域包括生物催化，抗体和纳米体工程，药物设计和交付，分子病毒学，纳米技术和再生医学。