A plataforma Zymeeditor ™ da YEASEN, projetada para liberar as capacidades sem limites das enzimas através da evolução direcionada.

As enzimas constituem uma categoria crucial de biocatalisadores, encontrando ampla utilidade em pesquisa científica, diagnósticos, produtos farmacêuticos, produção de alimentos, indústria química e vários outros domínios. No entanto, a aplicação prática da maioria das enzimas naturais é significativamente prejudicada por suas limitações inerentes de desempenho. Para atender às demandas de utilização de enzimas em aplicações do mundo real, várias tecnologias de modificação de enzimas surgiram para atender às necessidades em evolução dos tempos. As tecnologias de modificação de enzimas abrangem a alteração genética de enzimas para ajustar e otimizar reações bioquímicas, tornando-as mais adequadas para contextos de aplicação específicos. Esses métodos de modificação de enzimas abrangem técnicas como design racional, evolução direcionada e aprendizado de máquina. Entre elas, a evolução direcionada se destaca como uma abordagem fundamental na modificação de enzimas. Notavelmente, a Professora Frances Arnold do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2018 por seu trabalho inovador em tecnologia de evolução direcionada.

Figura 1: Vencedores do Prêmio Nobel de Química 2018

Soluções abrangentes para modificação e desenvolvimento de enzimas Plataforma

A equipe de evolução biológica de Yeasen, com base na tecnologia pioneira de evolução direcionada desenvolvida pela Professora Frances Arnold, integrou perfeitamente o design racional, a evolução direcionada e o aprendizado de máquina para criar uma plataforma de modificação enzimática eficiente, sistemática e inovadora, conhecida como ZymeEditor. Até o momento, essa plataforma estabeleceu com sucesso uma base tecnológica forte no desenvolvimento de enzimas. Além disso, com quase uma década de experiência dedicada em pesquisa e produção em enzimas de ferramentas.

Figura 2: Fluxo de trabalho do ZymeEditor Plataforma

Engenharia enzimática

A plataforma ZymeEditor emprega uma abordagem dupla, combinando design racional e estratégias de evolução direcionada para elevar a taxa de sucesso da engenharia de enzimas.A metodologia de design racional, enraizada na relação estrutura-função da enzima e alavancando uma gama de análises computacionais e virtuais, rapidamente cria bibliotecas mutantes "precisas, porém compactas", melhorando assim o desempenho da enzima. Por outro lado, a tecnologia de evolução direcionada depende da classificação de gotículas ativadas por fluorescência e técnicas de triagem de placas de microtitulação automatizadas de alto rendimento, permitindo triagem rápida e validação funcional de bibliotecas de mutação extensas (variando de 10^8 a 10^12). Essa abordagem amplifica as taxas de sucesso de triagem, encurta os ciclos evolutivos e reduz significativamente os custos de triagem. Além disso, a plataforma aproveita o aprendizado de máquina usando os dados experimentais extensivos gerados por meio de design racional e evolução direcionada. Está em processo de desenvolvimento de algoritmos e modelos relacionados à modificação enzimática usando tecnologia de IA para aumentar ainda mais a precisão da modificação enzimática.

Figura 3. Plataforma FADS

Figura 4: Solução para desenvolvimento de Processos de Fermentação e Purificação

Otimizando Processos de Fermentação e Purificação

O avanço dos processos de fermentação e purificação desempenha um papel fundamental na produção de mutantes de primeira linha criados pela plataforma ZymeEditor. Em busca desse objetivo, Yeasen estabeleceu autonomamente um conjunto abrangente de tecnologias, incluindo fermentação de alta densidade celular e a plataforma de purificação ultralimpa UCF·ME®.Esta plataforma abrange tecnologia de expressão de alta eficiência multi-host, técnicas de fermentação de alta densidade celular, tecnologia de triagem de purificação de proteína de alto rendimento integrada, tecnologia de produção de enzima molecular ultralimpa UCF·ME®. Essas tecnologias fornecem uma base técnica robusta para atingir escalabilidade, estabilidade e produção e preparação confiáveis ​​de enzimas.

Figura 5: Triagem do processo de purificação de proteínas de alto rendimento

Para atender à crescente necessidade de produção em larga escala de enzimas de alta qualidade, a Yeasen construiu duas instalações de produção em conformidade com GMP abrangendo quase 10.000 metros quadrados em Wuhan. Além disso, instalamos dois sistemas de fermentação de 1500 litros totalmente automatizados e de última geração e montamos uma equipe dedicada de especialistas especializados em produção de enzimas e garantia de qualidade. Esses recursos coletivamente garantem a produção em escala bem-sucedida de enzimas de alto calibre.

Figura 6: Fábrica de enzimas UCF·ME® Ultra-Clean

Serviço de personalização de enzimas ZymeEditor da Yeasen