La plate-forme ZyMeeditor ™ de Yeasen conçue pour libérer les capacités illimitées des enzymes grâce à l'évolution dirigée.
Les enzymes constituent une catégorie cruciale de biocatalyseurs, trouvant une large utilité dans la recherche scientifique, le diagnostic, les produits pharmaceutiques, la production alimentaire, l'industrie chimique et de nombreux autres domaines. Néanmoins, l'application pratique de la plupart des enzymes naturelles est considérablement entravée par leurs limitations de performances inhérentes. Pour répondre aux exigences de l'utilisation des enzymes dans des applications du monde réel, diverses technologies de modification des enzymes ont vu le jour pour répondre aux besoins évolutifs de l'époque. Les technologies de modification des enzymes englobent la modification génétique des enzymes pour affiner et optimiser les réactions biochimiques, les rendant ainsi mieux adaptées à des contextes d'application spécifiques. Ces méthodes de modification des enzymes englobent des techniques telles que la conception rationnelle, l'évolution dirigée et l'apprentissage automatique. Parmi celles-ci, l'évolution dirigée se distingue comme une approche pivot dans la modification des enzymes. Notamment, la professeure Frances Arnold du California Institute of Technology (Caltech) a reçu le prix Nobel de chimie en 2018 pour ses travaux révolutionnaires dans le domaine de la technologie de l'évolution dirigée.
Figure 1 : Lauréats du prix Nobel de chimie 2018
Solutions complètes pour la modification et le développement d'enzymes
L'équipe d'évolution biologique de Yeasen, s'appuyant sur la technologie pionnière d'évolution dirigée développée par le professeur Frances Arnold, a parfaitement intégré la conception rationnelle, l'évolution dirigée et l'apprentissage automatique pour créer une plateforme de modification enzymatique efficace, systématique et innovante connue sous le nom de ZymeEditor. À ce jour, cette plateforme a réussi à établir une base technologique solide dans le développement d'enzymes. De plus, avec près d'une décennie d'expérience dédiée à la recherche et à la production d'enzymes outils.
Figure 2 : Flux de travail de ZymeEditor Plate-forme
Ingénierie enzymatique
La plateforme ZymeEditor utilise une double approche, combinant une conception rationnelle et des stratégies d'évolution dirigée pour augmenter le taux de réussite de l'ingénierie enzymatique.La méthodologie de conception rationnelle, ancrée dans la relation structure-fonction de l'enzyme et s'appuyant sur une gamme d'analyses informatiques et virtuelles, permet de créer rapidement des bibliothèques de mutants « précises mais compactes », améliorant ainsi les performances de l'enzyme. D'autre part, la technologie d'évolution dirigée s'appuie sur le tri des gouttelettes activées par fluorescence et sur des techniques de criblage automatisé à haut débit sur plaques de microtitration, permettant un criblage rapide et une validation fonctionnelle de vastes bibliothèques de mutations (allant de 10^8 à 10^12). Cette approche amplifie les taux de réussite du criblage, raccourcit les cycles évolutifs et réduit considérablement les coûts de criblage. De plus, la plateforme exploite l'apprentissage automatique en utilisant les vastes données expérimentales générées par la conception rationnelle et l'évolution dirigée. Il est en train de développer des algorithmes et des modèles liés à la modification des enzymes en utilisant la technologie de l'IA pour améliorer encore la précision de la modification des enzymes.
Figure 3. Plateforme FADS
Figure 4 : Solution pour le développement de procédés de fermentation et de purification
Optimisation des procédés de fermentation et de purification
L'avancement des processus de fermentation et de purification joue un rôle essentiel dans la production de mutants de premier ordre fabriqués par la plateforme ZymeEditor. Pour atteindre cet objectif, Yeasen a mis en place de manière autonome une suite complète de technologies, notamment la fermentation à haute densité cellulaire et la plateforme de purification ultra-propre UCF·ME®.Cette plateforme englobe une technologie d'expression multi-hôtes à haute efficacité, des techniques de fermentation à haute densité cellulaire, une technologie intégrée de criblage de purification de protéines à haut débit et une technologie de production d'enzymes moléculaires ultra-propres UCF·ME®. Ces technologies fournissent une base technique solide pour atteindre l'évolutivité, la stabilité et la production et la préparation fiables d'enzymes.
Figure 5 : Criblage du processus de purification des protéines à haut débit
Pour répondre au besoin croissant de production à grande échelle d'enzymes de qualité supérieure, Yeasen a érigé deux installations de production conformes aux BPF sur près de 10 000 mètres carrés à Wuhan. De plus, nous avons installé deux systèmes de fermentation de 1 500 litres entièrement automatisés et ultramodernes et constitué une équipe d'experts spécialisés dans la production d'enzymes et l'assurance qualité. Ces ressources garantissent collectivement la réussite de la production à grande échelle d'enzymes de haut calibre.
Figure 6 : Usine d'enzymes ultra-propres UCF·ME®
Service de personnalisation des enzymes ZymeEditor de Yeasen
Nous excellons dans la personnalisation de solutions pour relever les défis liés aux enzymes, en abordant des problèmes tels qu'une faible activité, une stabilité inadéquate, une affinité limitée, une faible résistance à l'inhibition, une faible spécificité du substrat, etc. ZymeEditor est une plate-forme technologique pionnière et fondamentale pour la modification des enzymes. Il pose les bases technologiques du développement d'enzymes de premier ordre grâce à un criblage interactif, intégrant de manière transparente l'évolution dirigée à très haut débit et la conception rationnelle avec la technologie de l'IA.
Tirant parti de la vaste expérience et de l'expertise de Yeasen dans le domaine de la modification des enzymes moléculaires, la plateforme ZymeEditor excelle dans la réalisation d'ajustements précis sur diverses enzymes, répondant à un large éventail d'exigences, notamment en matière d'activité, de stabilité, de sélectivité, etc. Cette suite de services complète offerte par ZymeEditor contribue de manière significative à l'avancement de diverses industries, couvrant la biologie synthétique, les produits pharmaceutiques, les diagnostics, la production alimentaire, les produits chimiques, etc.
Cas Étude:
Figure 7 : ADN polymérase Bst dépistage par le biais des FADS.
Figure 8 : Transcriptase inverse MMLV dépistage par criblage sur plaque de microtitration.
Figure 9 : Transcriptase inverse MMLV ingénierie grâce à une conception rationnelle.
Figure 10 : Ingénierie de la réréductase
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