Die Zymeeditor ™ -Plattform von Yeasen, die die grenzenlosen Fähigkeiten von Enzymen durch gerichtete Evolution entfesselt.

Enzyme stellen eine wichtige Kategorie von Biokatalysatoren dar und finden breite Anwendung in der wissenschaftlichen Forschung, Diagnostik, Pharmazie, Lebensmittelproduktion, der chemischen Industrie und zahlreichen anderen Bereichen. Dennoch wird die praktische Anwendung der meisten natürlichen Enzyme durch ihre inhärenten Leistungsbeschränkungen erheblich beeinträchtigt. Um den Anforderungen der Enzymnutzung in realen Anwendungen gerecht zu werden, sind verschiedene Enzymmodifizierungstechnologien entstanden, die den sich wandelnden Anforderungen der Zeit gerecht werden. Enzymmodifizierungstechnologien umfassen die genetische Veränderung von Enzymen, um biochemische Reaktionen fein abzustimmen und zu optimieren und sie so für bestimmte Anwendungskontexte besser geeignet zu machen. Diese Enzymmodifizierungsmethoden umfassen Techniken wie rationales Design, gerichtete Evolution und maschinelles Lernen. Unter diesen sticht die gerichtete Evolution als zentraler Ansatz der Enzymmodifizierung hervor. Insbesondere Professorin Frances Arnold vom California Institute of Technology (Caltech) wurde 2018 für ihre bahnbrechende Arbeit in der Technologie der gerichteten Evolution mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet.

Abbildung 1: Gewinner des Nobelpreises für Chemie 2018

Umfassende Lösungen für die Enzymmodifizierungs- und Entwicklungsplattform

Yeasens Team für biologische Evolution hat auf der Grundlage der bahnbrechenden Technologie der gerichteten Evolution von Professor Frances Arnold rationales Design, gerichtete Evolution und maschinelles Lernen nahtlos integriert und so eine effiziente, systematische und innovative Enzymmodifizierungsplattform namens ZymeEditor geschaffen. Bis heute hat diese Plattform erfolgreich eine solide technologische Grundlage für die Enzymentwicklung geschaffen. Darüber hinaus verfügt sie über fast ein Jahrzehnt engagierter Forschungs- und Produktionserfahrung im Bereich Werkzeugenzyme.

Abbildung 2: Workflow von ZymeEditor Plattform

Enzym-Engineering

Die ZymeEditor-Plattform verfolgt einen dualen Ansatz, der rationales Design und Strategien der gezielten Evolution kombiniert, um die Erfolgsquote der Enzymtechnik zu erhöhen.Die rationale Designmethode, die auf der Struktur-Funktionsbeziehung des Enzyms basiert und eine Reihe computergestützter und virtueller Analysen nutzt, erstellt schnell „präzise und dennoch kompakte“ Mutantenbibliotheken und verbessert so die Enzymleistung. Die Technologie der gerichteten Evolution hingegen basiert auf fluoreszenzaktivierter Tropfensortierung und automatisierten Mikrotiterplatten-Screening-Techniken mit hohem Durchsatz und ermöglicht so ein schnelles Screening und eine funktionelle Validierung umfangreicher Mutationsbibliotheken (im Bereich von 10^8 bis 10^12). Dieser Ansatz erhöht die Screening-Erfolgsraten, verkürzt die Evolutionszyklen und reduziert die Screening-Kosten erheblich. Darüber hinaus bietet die Plattform nutzt maschinelles Lernen unter Verwendung der umfangreichen experimentellen Daten, die durch rationales Design und gezielte Evolution generiert wurden. Es ist dabei, Algorithmen und Modelle im Zusammenhang mit der Enzymmodifizierung unter Verwendung von KI-Technologie zu entwickeln, um die Präzision der Enzymmodifizierung weiter zu verbessern.

Abbildung 3. FADS-Plattform

Abbildung 4: Lösung für die Entwicklung von Fermentations- und Reinigungsprozessen

Optimierung von Fermentations- und Reinigungsprozessen

Die Weiterentwicklung von Fermentations- und Reinigungsprozessen spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung erstklassiger Mutanten, die mit der ZymeEditor-Plattform hergestellt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, hat Yeasen eigenständig eine umfassende Reihe von Technologien entwickelt, darunter Fermentation mit hoher Zelldichte und die ultrareine Reinigungsplattform UCF·ME®.Diese Plattform umfasst hocheffiziente Expressionstechnologie für mehrere Wirte, Fermentationstechniken mit hoher Zelldichte, integrierte Hochdurchsatz-Screening-Technologie für Proteinreinigung und die ultrareine UCF·ME®-Technologie zur Herstellung molekularer Enzyme. Diese Technologien bilden eine robuste technische Grundlage für Skalierbarkeit, Stabilität und die zuverlässige Produktion und Zubereitung von Enzymen.

Abbildung 5: Hochdurchsatz-Screening von Proteinreinigungsprozessen

Um dem wachsenden Bedarf an großtechnischer Produktion von Enzymen höchster Qualität gerecht zu werden, hat Yeasen in Wuhan zwei GMP-konforme Produktionsanlagen mit einer Fläche von fast 10.000 Quadratmetern errichtet. Darüber hinaus haben wir zwei hochmoderne, vollautomatische 1500-Liter-Fermentationssysteme installiert und ein engagiertes Expertenteam zusammengestellt, das auf Enzymproduktion und Qualitätssicherung spezialisiert ist. Gemeinsam gewährleisten diese Ressourcen die erfolgreiche Skalierung der Produktion von Enzymen höchster Qualität.

Abbildung 6: UCF·ME® Ultra-Clean Enzyme Fabrik

Yeasens ZymeEditor Enzym-Anpassungsservice