Платформа Yeasen Zymeeditor ™, предназначенная для того, чтобы раскрыть безграничные возможности ферментов посредством направленной эволюции.
Ферменты составляют важную категорию биокатализаторов, находя широкое применение в научных исследованиях, диагностике, фармацевтике, производстве продуктов питания, химической промышленности и многих других областях. Тем не менее, практическое применение большинства природных ферментов значительно затруднено присущими им ограничениями производительности. Для удовлетворения потребностей использования ферментов в реальных приложениях возникли различные технологии модификации ферментов, отвечающие меняющимся потребностям времени. Технологии модификации ферментов охватывают генетическое изменение ферментов для тонкой настройки и оптимизации биохимических реакций, что делает их более подходящими для конкретных контекстов применения. Эти методы модификации ферментов охватывают такие методы, как рациональное проектирование, направленная эволюция и машинное обучение. Среди них направленная эволюция выделяется как ключевой подход к модификации ферментов. В частности, профессор Фрэнсис Арнольд из Калифорнийского технологического института (Caltech) была удостоена Нобелевской премии по химии в 2018 году за ее новаторскую работу в области технологии направленной эволюции.
Рисунок 1: Лауреаты Нобелевской премии по химии 2018 года
Комплексные решения для разработки и модификации ферментов
Команда биологической эволюции Йесена, опираясь на новаторскую технологию направленной эволюции, разработанную профессором Фрэнсис Арнольд, органично интегрировала рациональное проектирование, направленную эволюцию и машинное обучение для создания эффективной, систематической и инновационной платформы модификации ферментов, известной как ZymeEditor. На сегодняшний день эта платформа успешно создала прочную технологическую основу в разработке ферментов. Кроме того, с почти десятилетним опытом целенаправленных исследований и производства в области инструментальных ферментов.
Рисунок 2: Рабочий процесс ZymeEditor Платформа
Ферментативная инженерия
Платформа ZymeEditor использует двойной подход, сочетая рациональный дизайн и стратегии направленной эволюции для повышения успешности ферментной инженерии.Методология рационального проектирования, основанная на взаимосвязи структуры и функции фермента и использующая ряд вычислительных и виртуальных анализов, быстро создает «точные, но компактные» библиотеки мутантов, тем самым повышая производительность фермента. С другой стороны, технология направленной эволюции опирается на сортировку капель, активированных флуоресценцией, и высокопроизводительные автоматизированные методы скрининга микротитровальных планшетов, что позволяет проводить быстрый скрининг и функциональную проверку обширных библиотек мутаций (в диапазоне от 10^8 до 10^12). Такой подход увеличивает показатели успешности скрининга, сокращает эволюционные циклы и значительно снижает затраты на скрининг. Кроме того, платформа использует машинное обучение, используя обширные экспериментальные данные, полученные посредством рационального проектирования и направленной эволюции. Он находится в процессе разработки алгоритмов и моделей, связанных с модификацией ферментов, с использованием технологии ИИ для дальнейшего повышения точности модификации ферментов.
Рисунок 3. Платформа FADS
Рисунок 4: Разработка решений для процессов ферментации и очистки
Оптимизация процессов ферментации и очистки
Развитие процессов ферментации и очистки играет ключевую роль в производстве мутантов высшего уровня, созданных платформой ZymeEditor. Для достижения этой цели Йесен самостоятельно создал комплексный набор технологий, включая ферментацию с высокой плотностью клеток и платформу ультрачистой очистки UCF·ME®.Эта платформа охватывает технологию экспрессии с высокой эффективностью на нескольких хостах, методы ферментации с высокой плотностью клеток, интегрированную технологию высокопроизводительного скрининга очистки белков, технологию производства ультрачистых молекулярных ферментов UCF·ME®. Эти технологии обеспечивают надежную техническую основу для достижения масштабируемости, стабильности и надежного производства и подготовки ферментов.
Рисунок 5: Скрининг высокопроизводительного процесса очистки белка
Чтобы удовлетворить растущую потребность в крупномасштабном производстве высококачественных ферментов, Yeasen построила два производственных объекта, соответствующих требованиям GMP, площадью около 10 000 квадратных метров в Ухане. Кроме того, мы установили две современные полностью автоматизированные системы ферментации объемом 1500 литров и собрали специальную команду экспертов, специализирующихся на производстве ферментов и обеспечении качества. Эти ресурсы в совокупности обеспечивают успешное масштабное производство высококачественных ферментов.
Рисунок 6: Фабрика сверхчистых ферментов UCF·ME®
Служба настройки ферментов ZymeEditor от Yeasen
Мы преуспеваем в кастомизации решений для решения проблем, связанных с ферментами, решая такие проблемы, как низкая активность, недостаточная стабильность, ограниченное сродство, слабая устойчивость к ингибированию, плохая субстратная специфичность и многое другое. ZymeEditor служит новаторской и базовой технологической платформой для модификации ферментов. Он закладывает технологическую основу для разработки первоклассных ферментов посредством интерактивного скрининга, бесшовно интегрируя сверхвысокопроизводительную направленную эволюцию и рациональный дизайн с технологией ИИ.
Используя обширный опыт и знания Йесена в области молекулярной модификации ферментов, платформа ZymeEditor отлично справляется с точной настройкой различных ферментов, удовлетворяя широкому спектру требований, включая активность, стабильность, селективность и т. д. Этот комплексный набор услуг, предлагаемый ZymeEditor, вносит значительный вклад в развитие различных отраслей промышленности, охватывающих синтетическую биологию, фармацевтику, диагностику, производство продуктов питания, химию и т. д.
Случай Изучать:
Рисунок 7: ДНК-полимераза Bst скрининг через ФАДС.
Рисунок 8: Обратная транскриптаза MMLV скрининг посредством скрининга на микротитровальных пластинах.
Рисунок 9: Обратная транскриптаза MMLV инжиниринг посредством рационального проектирования.
Рисунок 10: Инженерия рередуктазы
Связаться с нами для услуг по ферментной инженерии