Yeasenแพลตฟอร์ม ZymeEditor™ ที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อปลดล็อคศักยภาพที่ไร้ขีดจำกัดของเอนไซม์ผ่านวิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทาง

เอนไซม์ถือเป็นกลุ่มสำคัญของไบโอคาตาลิสต์ ซึ่งมีประโยชน์อย่างกว้างขวางในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การวินิจฉัยโรค การผลิตยา การผลิตอาหาร อุตสาหกรรมเคมี และสาขาอื่นๆ อีกมากมาย อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้เอนไซม์ตามธรรมชาติส่วนใหญ่ถูกขัดขวางอย่างมากจากข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพโดยธรรมชาติ เพื่อตอบสนองความต้องการในการใช้เอนไซม์ในแอปพลิเคชันจริง เทคโนโลยีการดัดแปลงเอนไซม์ต่างๆ จึงเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของยุคสมัย เทคโนโลยีการดัดแปลงเอนไซม์ครอบคลุมการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของเอนไซม์เพื่อปรับแต่งและเพิ่มประสิทธิภาพปฏิกิริยาทางชีวเคมีอย่างละเอียด ทำให้เหมาะสมยิ่งขึ้นสำหรับบริบทการใช้งานเฉพาะ วิธีการดัดแปลงเอนไซม์เหล่านี้ครอบคลุมเทคนิคต่างๆ เช่น การออกแบบตามเหตุผล วิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทาง และการเรียนรู้ของเครื่องจักร ในบรรดาเทคนิคเหล่านี้ วิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทางถือเป็นแนวทางสำคัญในการดัดแปลงเอนไซม์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ศาสตราจารย์ Frances Arnold จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2018 สำหรับผลงานบุกเบิกด้านเทคโนโลยีวิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทาง

รูปที่ 1: ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ประจำปี 2018

โซลูชันที่ครอบคลุมสำหรับแพลตฟอร์มการปรับปรุงและพัฒนาเอนไซม์

Yeasenทีมวิวัฒนาการทางชีววิทยาของ ZymeEditor ซึ่งพัฒนาโดยศาสตราจารย์ Frances Arnold ได้ผสานรวมการออกแบบตามเหตุผล วิวัฒนาการตามทิศทาง และการเรียนรู้ของเครื่องจักรเข้าด้วยกันอย่างลงตัว เพื่อสร้างแพลตฟอร์มดัดแปลงเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพ เป็นระบบ และสร้างสรรค์ที่เรียกว่า ZymeEditor จนถึงปัจจุบัน แพลตฟอร์มนี้ได้สร้างรากฐานทางเทคโนโลยีที่แข็งแกร่งในการพัฒนาเอนไซม์สำเร็จ นอกจากนี้ ด้วยประสบการณ์ด้านการวิจัยและการผลิตเอนไซม์เครื่องมือเกือบหนึ่งทศวรรษ

รูปที่ 2: เวิร์กโฟลว์ของ ZymeEditor แพลตฟอร์ม

วิศวกรรมเอนไซม์

แพลตฟอร์ม ZymeEditor ใช้แนวทางแบบคู่ขนาน ได้แก่ การออกแบบที่มีเหตุผลและกลยุทธ์วิวัฒนาการแบบกำหนดเป้าหมายเพื่อยกระดับอัตราความสำเร็จของวิศวกรรมเอนไซม์วิธีการออกแบบที่สมเหตุสมผลซึ่งหยั่งรากลึกในความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและฟังก์ชันของเอนไซม์และการใช้ประโยชน์จากการวิเคราะห์เชิงคำนวณและเสมือนจริง ทำให้สามารถสร้างไลบรารีกลายพันธุ์ที่ "แม่นยำแต่กะทัดรัด" ได้อย่างรวดเร็ว จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเอนไซม์ ในทางกลับกัน เทคโนโลยีวิวัฒนาการแบบกำหนดทิศทางนั้นอาศัยการเรียงลำดับหยดที่เปิดใช้งานด้วยการเรืองแสงและเทคนิคการคัดกรองเพลตไมโครไทเตอร์อัตโนมัติที่มีปริมาณงานสูง ทำให้สามารถคัดกรองและตรวจสอบการทำงานของไลบรารีกลายพันธุ์จำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว (ตั้งแต่ 10^8 ถึง 10^12) แนวทางนี้ช่วยเพิ่มอัตราความสำเร็จในการคัดกรอง ลดรอบวิวัฒนาการ และลดต้นทุนการคัดกรองได้อย่างมาก นอกจากนี้ แพลตฟอร์มดังกล่าว ใช้ประโยชน์จากการเรียนรู้ของเครื่องจักรโดยใช้ข้อมูลการทดลองจำนวนมากที่สร้างขึ้นผ่านการออกแบบที่สมเหตุสมผลและวิวัฒนาการแบบมีทิศทาง ขณะนี้กำลังพัฒนาอัลกอริทึมและโมเดลที่เกี่ยวข้องกับการดัดแปลงเอนไซม์โดยใช้เทคโนโลยี AI เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการดัดแปลงเอนไซม์ให้ดียิ่งขึ้น

รูปที่ 3. แพลตฟอร์ม FADS

รูปที่ 4: โซลูชันสำหรับการพัฒนาขั้นตอนการหมักและการทำให้บริสุทธิ์

การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการหมักและการทำให้บริสุทธิ์

ความก้าวหน้าของกระบวนการหมักและการทำให้บริสุทธิ์มีบทบาทสำคัญในการผลิตสารกลายพันธุ์ชั้นยอดที่สร้างขึ้นโดยแพลตฟอร์ม ZymeEditor ในการบรรลุเป้าหมายนี้ Yeasen ได้จัดตั้งชุดเทคโนโลยีที่ครอบคลุมโดยอัตโนมัติ รวมถึงการหมักความหนาแน่นของเซลล์สูงและแพลตฟอร์มการทำให้บริสุทธิ์ที่สะอาดเป็นพิเศษ UCF·ME®แพลตฟอร์มนี้ครอบคลุมเทคโนโลยีการแสดงออกประสิทธิภาพสูงแบบหลายโฮสต์ เทคนิคการหมักความหนาแน่นของเซลล์สูง เทคโนโลยีการคัดกรองโปรตีนบริสุทธิ์แบบผสมผสานประสิทธิภาพสูง เทคโนโลยีการผลิตเอนไซม์โมเลกุลที่สะอาดเป็นพิเศษ UCF·ME® เทคโนโลยีเหล่านี้ให้รากฐานทางเทคนิคที่มั่นคงสำหรับการบรรลุความสามารถในการปรับขนาด ความเสถียร และการผลิตและการเตรียมเอนไซม์ที่เชื่อถือได้

รูปที่ 5: การคัดกรองกระบวนการทำให้โปรตีนบริสุทธิ์ประสิทธิภาพสูง

เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการผลิตเอนไซม์คุณภาพสูงในปริมาณมาก Yeasen ได้สร้างโรงงานผลิตที่เป็นไปตามมาตรฐาน GMP จำนวน 2 แห่งบนพื้นที่เกือบ 10,000 ตารางเมตรในเมืองอู่ฮั่น นอกจากนี้ เรายังติดตั้งระบบหมักอัตโนมัติขนาด 1,500 ลิตรที่ทันสมัยจำนวน 2 ระบบ และจัดตั้งทีมผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านการผลิตเอนไซม์และการรับรองคุณภาพ ทรัพยากรเหล่านี้ร่วมกันช่วยให้มั่นใจได้ว่าการผลิตเอนไซม์คุณภาพสูงในระดับขยายขนาดจะประสบความสำเร็จ

รูปที่ 6: โรงงานเอนไซม์ UCF·ME® Ultra-Clean

Yeasenบริการปรับแต่งเอนไซม์ ZymeEditor ของ 's