Yeasen の ZymeEditor™ プラットフォームは、指向性進化を通じて酵素の無限の能力を解き放つように設計されています。
酵素は生体触媒の重要なカテゴリーを構成し、科学研究、診断、医薬品、食品生産、化学産業、その他多くの分野で幅広く利用されています。しかし、ほとんどの天然酵素の実用化は、その固有の性能限界によって大きく妨げられています。実際の用途での酵素利用の要求に対応するために、時代の進化するニーズを満たすさまざまな酵素修飾技術が生まれてきました。酵素修飾技術には、酵素の遺伝子改変が含まれており、生化学反応を微調整して最適化し、特定の用途の状況により適したものにします。これらの酵素修飾方法には、合理的設計、指向性進化、機械学習などの技術が含まれています。これらの中で、指向性進化は酵素修飾における極めて重要なアプローチとして際立っています。特に、カリフォルニア工科大学（Caltech）のフランシス・アーノルド教授は、指向性進化技術における画期的な研究により、2018年にノーベル化学賞を受賞しました。
図1: 2018年ノーベル化学賞受賞者
酵素修飾および開発プラットフォームの包括的なソリューション
イェーセンの生物進化チームは、フランシス・アーノルド教授が開発した先駆的な指向性進化技術を基に、合理的設計、指向性進化、機械学習をシームレスに統合し、ZymeEditor として知られる効率的で体系的かつ革新的な酵素修飾プラットフォームを開発しました。現在までに、このプラットフォームは酵素開発における強力な技術基盤を確立することに成功しています。さらに、ツール酵素に関する約 10 年間の専念した研究と製造の経験があります。
図2: ZymeEditorプラットフォームのワークフロー
酵素工学
ZymeEditor プラットフォームは、合理的設計と指向性進化戦略を組み合わせた二重のアプローチを採用し、酵素工学の成功率を高めています。酵素の構造と機能の関係に根ざし、さまざまな計算および仮想分析を活用する合理的設計方法論は、「正確でありながらコンパクトな」変異体ライブラリを迅速に作成し、酵素のパフォーマンスを向上させます。一方、指向性進化技術は、蛍光活性化液滴選別と高スループット自動化マイクロタイタープレートスクリーニング技術に依存しており、広範な変異ライブラリ (10^8 から 10^12 の範囲) の迅速なスクリーニングと機能検証を可能にします。このアプローチにより、スクリーニングの成功率が高まり、進化サイクルが短縮され、スクリーニングコストが大幅に削減されます。さらに、このプラットフォームは、合理的設計と指向性進化によって生成された広範な実験データを使用して機械学習を活用します。酵素修飾の精度をさらに高めるために、AI 技術を使用して酵素修飾に関連するアルゴリズムとモデルを開発中です。
図3. FADSプラットフォーム
図4: 発酵および精製プロセス開発のためのソリューション
発酵と精製プロセスの最適化
発酵および精製プロセスの進歩は、ZymeEditor プラットフォームによって作成される最高級の変異体を生成する上で極めて重要な役割を果たします。この目標を追求するために、
図5: ハイスループットタンパク質精製プロセスのスクリーニング
高品質酵素の大規模生産に対する高まるニーズに応えるため、
図6: UCF·ME® ウルトラクリーン酵素工場
Yeasen の ZymeEditor 酵素カスタマイズ サービス
当社は、酵素関連の課題に取り組むためのソリューションのカスタマイズに優れており、低活性、不十分な安定性、限られた親和性、弱い阻害耐性、低い基質特異性などの問題に対処しています。ZymeEditor は、酵素修飾の先駆的かつ基礎的な技術プラットフォームとして機能します。インタラクティブなスクリーニングを通じて一流の酵素を開発するための技術的な基礎を築き、超高スループットの指向性進化と合理的設計を AI テクノロジーとシームレスに統合します。
分子酵素修飾の分野における
ケーススタディ:
図 7: FADS による Bst DNA ポリメラーゼのスクリーニング。
図 8:マイクロタイタープレートスクリーニングによるMMLV 逆転写酵素スクリーニング。
図 9:合理的設計によるMMLV 逆転写酵素のエンジニアリング。
図10: 還元酵素工学