La plataforma Zymeeditor ™ de Yeasen diseñada para desatar las capacidades ilimitadas de las enzimas a través de la evolución dirigida.
Las enzimas constituyen una categoría crucial de biocatalizadores, que encuentran una amplia utilidad en la investigación científica, el diagnóstico, los productos farmacéuticos, la producción de alimentos, la industria química y muchos otros dominios. No obstante, la aplicación práctica de la mayoría de las enzimas naturales se ve obstaculizada significativamente por sus limitaciones de rendimiento inherentes. Para abordar las demandas de utilización de enzimas en aplicaciones del mundo real, han surgido varias tecnologías de modificación de enzimas para satisfacer las necesidades cambiantes de los tiempos. Las tecnologías de modificación de enzimas abarcan la alteración genética de las enzimas para ajustar y optimizar las reacciones bioquímicas, haciéndolas más adecuadas para contextos de aplicación específicos. Estos métodos de modificación de enzimas abarcan técnicas como el diseño racional, la evolución dirigida y el aprendizaje automático. Entre estos, la evolución dirigida se destaca como un enfoque fundamental en la modificación de enzimas. Cabe destacar que la profesora Frances Arnold del Instituto de Tecnología de California (Caltech) recibió el Premio Nobel de Química en 2018 por su trabajo pionero en la tecnología de evolución dirigida.
Figura 1: Ganadores del Premio Nobel de Química 2018
Plataforma de soluciones integrales para la modificación y desarrollo de enzimas
El equipo de evolución biológica de Yeasen, basándose en la tecnología pionera de evolución dirigida desarrollada por la profesora Frances Arnold, ha integrado a la perfección el diseño racional, la evolución dirigida y el aprendizaje automático para crear una plataforma de modificación de enzimas eficiente, sistemática e innovadora conocida como ZymeEditor. Hasta la fecha, esta plataforma ha establecido con éxito una sólida base tecnológica en el desarrollo de enzimas. Además, cuenta con casi una década de experiencia dedicada a la investigación y producción de enzimas.
Figura 2: Flujo de trabajo de ZymeEditor Plataforma
Ingeniería enzimática
La plataforma ZymeEditor emplea un enfoque dual, que combina diseño racional y estrategias de evolución dirigida para elevar la tasa de éxito de la ingeniería enzimática.La metodología de diseño racional, basada en la relación estructura-función de la enzima y que aprovecha una variedad de análisis computacionales y virtuales, crea rápidamente bibliotecas de mutantes "precisas pero compactas", mejorando así el rendimiento de la enzima. Por otro lado, la tecnología de evolución dirigida se basa en la clasificación de gotas activadas por fluorescencia y técnicas de cribado automatizado de alto rendimiento en placas de microtitulación, lo que permite un cribado rápido y la validación funcional de extensas bibliotecas de mutaciones (que van desde 10^8 a 10^12). Este enfoque amplifica las tasas de éxito del cribado, acorta los ciclos evolutivos y reduce significativamente los costos del cribado. Además, la plataforma Aprovecha el aprendizaje automático utilizando los amplios datos experimentales generados a través del diseño racional y la evolución dirigida. Está en proceso de desarrollar algoritmos y modelos relacionados con la modificación de enzimas utilizando tecnología de IA para mejorar aún más la precisión de la modificación de enzimas.
Figura 3. Plataforma FADS
Figura 4: Desarrollo de soluciones para procesos de fermentación y purificación
Optimización de los procesos de fermentación y purificación
El avance de los procesos de fermentación y purificación desempeña un papel fundamental en la producción de mutantes de primer nivel creados por la plataforma ZymeEditor. Para lograr este objetivo, Yeasen ha establecido de forma autónoma un conjunto integral de tecnologías, que incluyen la fermentación de alta densidad celular y la plataforma de purificación ultralimpia UCF·ME®.Esta plataforma abarca tecnología de expresión de alta eficiencia en múltiples hospedadores, técnicas de fermentación de alta densidad celular, tecnología integrada de cribado de purificación de proteínas de alto rendimiento y tecnología de producción de enzimas moleculares ultralimpias UCF·ME®. Estas tecnologías proporcionan una sólida base técnica para lograr escalabilidad, estabilidad y la producción y preparación confiables de enzimas.
Figura 5: Proceso de cribado de purificación de proteínas de alto rendimiento
Para abordar la creciente necesidad de producción a gran escala de enzimas de alta calidad, Yeasen ha construido dos instalaciones de producción que cumplen con las normas GMP y que abarcan casi 10 000 metros cuadrados en Wuhan. Además, hemos instalado dos sistemas de fermentación de última generación totalmente automatizados de 1500 litros y hemos reunido un equipo dedicado de expertos especializados en la producción de enzimas y el control de calidad. Estos recursos en conjunto garantizan la producción exitosa a gran escala de enzimas de alto calibre.
Figura 6: Fábrica de enzimas ultralimpias UCF·ME®
Servicio de personalización de enzimas ZymeEditor de Yeasen
Nos destacamos en la personalización de soluciones para abordar desafíos relacionados con las enzimas, abordando problemas como baja actividad, estabilidad inadecuada, afinidad limitada, resistencia débil a la inhibición, poca especificidad del sustrato y más. ZymeEditor sirve como una plataforma tecnológica pionera y fundamental para la modificación de enzimas. Sienta las bases tecnológicas para el desarrollo de enzimas de primer nivel a través de una selección interactiva, integrando a la perfección la evolución dirigida de alto rendimiento y el diseño racional con la tecnología de IA.
Aprovechando la amplia experiencia y conocimientos de Yeasen en el campo de la modificación de enzimas moleculares, la plataforma ZymeEditor se destaca por realizar ajustes precisos en varias enzimas, cumpliendo con una amplia gama de requisitos, incluidos la actividad, la estabilidad, la selectividad y más. Este conjunto integral de servicios ofrecido por ZymeEditor contribuye significativamente al avance de varias industrias, que abarcan la biología sintética, los productos farmacéuticos, los diagnósticos, la producción de alimentos, los productos químicos y más.
Caso Estudiar:
Figura 7: ADN polimerasa Bst cribado a través de FADS.
Figura 8: Transcriptasa inversa MMLV cribado mediante cribado en microplaca.
Figura 9: Transcriptasa inversa MMLV ingeniería a través del diseño racional.
Figura 10: Ingeniería de la rereductasa
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