La piattaforma ZymeEditor ™ di Yeasen progettata per scatenare le capacità sconfinate degli enzimi attraverso l'evoluzione diretta.

Gli enzimi costituiscono una categoria cruciale di biocatalizzatori, trovando ampia utilità nella ricerca scientifica, nella diagnostica, nei prodotti farmaceutici, nella produzione alimentare, nell'industria chimica e in numerosi altri settori. Tuttavia, l'applicazione pratica della maggior parte degli enzimi naturali è notevolmente ostacolata dalle loro intrinseche limitazioni prestazionali. Per soddisfare le esigenze di utilizzo degli enzimi nelle applicazioni del mondo reale, sono emerse varie tecnologie di modifica degli enzimi per soddisfare le mutevoli esigenze dei tempi. Le tecnologie di modifica degli enzimi comprendono l'alterazione genetica degli enzimi per mettere a punto e ottimizzare finemente le reazioni biochimiche, rendendole più adatte a contesti applicativi specifici. Questi metodi di modifica degli enzimi comprendono tecniche come la progettazione razionale, l'evoluzione diretta e l'apprendimento automatico. Tra queste, l'evoluzione diretta si distingue come un approccio fondamentale nella modifica degli enzimi. In particolare, la professoressa Frances Arnold del California Institute of Technology (Caltech) ha ricevuto il premio Nobel per la chimica nel 2018 per il suo lavoro pionieristico nella tecnologia dell'evoluzione diretta.

Figura 1: Vincitori del Premio Nobel per la Chimica 2018

Soluzioni complete per la modifica degli enzimi e piattaforma di sviluppo

Il team di evoluzione biologica di Yeasen, basandosi sulla tecnologia pionieristica di evoluzione diretta sviluppata dal professor Frances Arnold, ha integrato in modo impeccabile progettazione razionale, evoluzione diretta e apprendimento automatico per creare una piattaforma di modifica enzimatica efficiente, sistematica e innovativa nota come ZymeEditor. Ad oggi, questa piattaforma ha stabilito con successo una solida base tecnologica nello sviluppo di enzimi. Inoltre, con quasi un decennio di esperienza dedicata alla ricerca e alla produzione di enzimi per utensili.

Figura 2: Flusso di lavoro di ZymeEditor Piattaforma

Ingegneria enzimatica

La piattaforma ZymeEditor adotta un duplice approccio, combinando progettazione razionale e strategie di evoluzione diretta per aumentare il tasso di successo dell'ingegneria enzimatica.La metodologia di progettazione razionale, radicata nella relazione struttura-funzione dell'enzima e sfruttando una gamma di analisi computazionali e virtuali, crea rapidamente librerie mutanti "precise ma compatte", migliorando così le prestazioni dell'enzima. D'altro canto, la tecnologia di evoluzione diretta si basa sulla selezione delle goccioline attivata dalla fluorescenza e sulle tecniche di screening automatizzate ad alta produttività su piastre Microtiter, consentendo uno screening rapido e una convalida funzionale di ampie librerie di mutazioni (che vanno da 10^8 a 10^12). Questo approccio amplifica i tassi di successo dello screening, accorcia i cicli evolutivi e riduce significativamente i costi dello screening. Inoltre, la piattaforma sfrutta l'apprendimento automatico utilizzando i dati sperimentali estesi generati tramite progettazione razionale ed evoluzione diretta. È in procinto di sviluppare algoritmi e modelli correlati alla modifica degli enzimi utilizzando la tecnologia AI per migliorare ulteriormente la precisione della modifica degli enzimi.

Figura 3. Piattaforma FADS

Figura 4: Soluzione per lo sviluppo di processi di fermentazione e purificazione

Ottimizzazione dei processi di fermentazione e purificazione

L'avanzamento dei processi di fermentazione e purificazione svolge un ruolo fondamentale nella produzione di mutanti di alto livello creati dalla piattaforma ZymeEditor. Per raggiungere questo obiettivo, Yeasen ha stabilito autonomamente una suite completa di tecnologie, tra cui la fermentazione ad alta densità cellulare e la piattaforma di purificazione ultra-pulita UCF·ME®.Questa piattaforma comprende la tecnologia di espressione multi-host ad alta efficienza, tecniche di fermentazione ad alta densità cellulare, tecnologia di screening di purificazione proteica ad alta produttività integrata, tecnologia di produzione di enzimi molecolari ultra-puliti UCF·ME®. Queste tecnologie forniscono una solida base tecnica per ottenere scalabilità, stabilità e produzione e preparazione affidabili di enzimi.

Figura 5: Screening del processo di purificazione proteica ad alto rendimento

Per rispondere alla crescente necessità di una produzione su larga scala di enzimi di alta qualità, Yeasen ha eretto due stabilimenti di produzione conformi alle GMP che si estendono su quasi 10.000 metri quadrati a Wuhan. Inoltre, abbiamo installato due sistemi di fermentazione da 1500 litri completamente automatizzati e all'avanguardia e abbiamo assemblato un team dedicato di esperti specializzati nella produzione di enzimi e nella garanzia della qualità. Queste risorse assicurano collettivamente la produzione su larga scala di enzimi di alto calibro.

Figura 6: Fabbrica di enzimi UCF·ME® Ultra-Clean

Servizio di personalizzazione degli enzimi ZymeEditor di Yeasen