サービス

プロフェッショナルでコスト削減のソリューション

コアランダム変異誘発およびDNAシャッフルサービス

クリエイティブ酵素私たちの ランダム変異誘発およびDNAシャッフルのコアサービス 私たちの中心的な柱を形成する 酵素工学 プラットフォーム。我々は、高い多様性を持つ突然変異ライブラリの生成と、同源DNA断片の再シャッフルを専門としており、性能向上した酵素の発見を加速させます。高度な分子生物学ツールの統合スイートを使用して、研究者が酵素の配列空間を効率的に探求し、優れたバイオカタリストを特定できるライブラリを設計、構築、評価します。

私たちのサービスは組み合わさっています。 変異原性の専門知識合理的スクリーニングデザイン、そして 高スループット評価すべてのステップ—バリアントの作成からアクティビティの検証まで—が科学的に厳密で再現可能であることを保証します。触媒活性の向上、基質特異性の変更、熱安定性の改善、または溶媒耐性の向上が目標であっても、Creative Enzymesは酵素進化のための信頼できる、コスト効果の高い、エンドツーエンドのソリューションを提供します。

背景:酵素工学のためのランダム突然変異およびDNAシャッフル

ランダム変異導入とDNAシャッフル コーナーストーン技術は、 指向性酵素進化配列の多様性を生み出し、改善された変異体の選択を可能にします。事前の構造的または機構的知識に依存する合理的設計アプローチとは異なり、ランダム変異誘発と組換えは広範な遺伝的変異を導入し、自然に触発された機能的な風景の探求を可能にします。

ランダム変異導入—エラーの多いPCR、化学変異誘発、または変異原ストレインなどの方法を通じて達成される—は、遺伝子全体に点変異をランダムに導入し、自然の変異蓄積の進化プロセスを模倣します。それに対して、 DNAシャッフル 相同遺伝子の断片を再結合し、有益な変異やドメイン構造を変異体間で交換して、新しい特性を持つキメラ酵素を作り出します。

しかし、これらの方法の力は、変異そのものだけでなく、どのようにそれが行われるかにあります。 ライブラリ 構築、管理、スクリーニングされます。設計が不十分なライブラリ、偏った変異分布、または非効率的なスクリーニング方法は、有益な変異を隠したり、偽陰性を生成したりする可能性があります。したがって、変異誘発から機能評価までの適切に調整されたワークフローが成功のために重要です。

クリエイティブエンザイムズでは、数十年にわたる酵素学の専門知識、計算分析、分子生物学の精度を組み合わせて、すべてのライブラリが科学的に信頼でき、実験的に信頼性があることを保証しています。私たちの統合的アプローチにより、研究者は高性能な酵素バリアントを迅速かつ再現性高く、大規模に特定することができます。

Core random mutagenesis and DNA shuffling services for enzyme engineering

ランダム突然変異およびDNAシャッフルサービス:サービスと能力

Creative Enzymesは、酵素ライブラリの構築と機能スクリーニングのあらゆる側面をサポートするために設計された包括的なコアサービスのスイートを提供しています。私たちの統合ワークフローは、変異生成、ライブラリの多様性、および下流評価に対する正確な制御を保証します。

酵素工学のための突然変異ライブラリ構築

私たちは、あなたの実験目的に合わせた多様な突然変異ライブラリを設計・構築します。最先端の技術を使用して、 エラーの多いPCR化学変異原性、そして DNAシャッフル私たちは、異なる配列の多様性を表す酵素バリアントの膨大なコレクションを作成します。

各ライブラリは、望ましい突然変異率を達成するために慎重にバランスが取られており、通常は1〜3の突然変異がキロベースあたり発生します。これにより、タンパク質の機能を損なうことなく十分な多様性が確保されます。また、ターゲットとなる残基や領域に対するカスタマイズされた組み合わせ突然変異サービスも提供しており、ランダムデザインと半合理的デザインの間でハイブリッド戦略を可能にします。

ライブラリは完全に文書化され、シーケンス検証が行われ(該当する場合)、下流のスクリーニングや発現テストのために準備されたフォーマットで提供されます。

変異体ライブラリ評価のための活性アッセイ法の設計

効果的なスクリーニングは、適切なアッセイから始まります。私たちは開発します。 テーラーメイド活性アッセイ法 大規模な変異体ライブラリを効率的に評価するために、私たちの科学者は酵素の触媒メカニズム、基質特異性、および検出要件に基づいて、高スループット対応のアッセイを設計し、検証します。

私たちは、分光光度法、蛍光法、比色法、クロマトグラフィーシステムを含むさまざまなアッセイフォーマットを提供しており、さらに酵素連結およびレポーターベースの検出スキームもあります。複雑な酵素反応に対しては、96ウェルまたは384ウェルプレートスクリーニング用にアッセイを小型化することも可能で、迅速性、再現性、コスト効率を確保します。

酵素変異体の強化のためのライブラリスクリーニング

スクリーニングは酵素進化における決定的なステップであり、有益な変異体が発見され、検証される場所です。クリエイティブエンザイムズは提供しています。 包括的なスクリーニングソリューション ランダム変異導入やDNAシャッフルによって生成された酵素ライブラリ用。

自動化または半自動化されたワークフローを使用して、私たちは高スループット活性アッセイ、熱安定性テスト、または基質変換分析を通じて数千のバリアントを評価します。私たちのサービスには、データ分析や触媒効率に基づく候補のランキングも含まれています。k/KM), エナンチオ選択性、安定性、およびその他の定義されたパラメータ。

私たちは詳細なスクリーニングレポートを提供し、有望な突然変異体の下流特性評価をサポートすることで、発見から機能的検証への円滑な移行を確保します。

サービスワークフロー

Workflow of core enzyme engineering by random mutagenesis and DNA shuffling

クライアントは個別のサービスを選択するか、当社の包括的なパッケージの恩恵を受けることができます。

サービスの特徴

変異誘発法のサポート

  • エラーの多いPCR:バイアスのかかったポリメラーゼ条件による制御された突然変異導入。
  • 化学変異原性:変異原薬を使用したランダムなヌクレオチドの変化。
  • DNAシャッフル:相同配列の断片再結合によってハイブリッド遺伝子を作成すること。
  • サイト飽和変異導入:触媒特性の向上のための重要な残基の集中探索。

ライブラリフォーマット

  • プラスミドDNAライブラリ(クライアント-ホスト発現用)。
  • 変換された細胞ライブラリ(大腸菌ピキア、または バチルス)。
  • 即時スクリーニング用のグリセロールストック。

アッセイ能力

  • 比色法および蛍光法による酵素アッセイ。
  • 結合または基質特異的反応系。
  • 熱および溶媒安定性評価。
  • エナンチオ選択性および基質プロファイリングアッセイ。

スクリーニングスループット

  • 小規模: 100~500クローン。
  • 中規模:1,000~5,000クローン。
  • 大規模:10,000以上のクローン(ロボット)。

納品物

  • ミュータントライブラリ(DNA、プラスミド、またはグリセロールストック)。
  • QCおよび変異多様性レポート。
  • アッセイプロトコルとスクリーニングデータの概要。
  • 選択された上位バリアントの配列結果。

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私たちのサービスを選ぶ理由

包括的なワークフロー統合

私たちは、変異原性からスクリーニングまでの完全なサービスを提供し、プロジェクト全体で一貫性と再現性を確保します。

酵素進化の専門知識

私たちのチームは、タンパク質進化において数十年の経験を持つ分子生物学者、計算科学者、酵素学者を組み合わせています。

カスタマイズ可能でスケーラブルなソリューション

小規模なターゲットライブラリが必要な場合でも、大規模なDNAシャッフルが必要な場合でも、私たちのサービスはプロジェクトの複雑さと規模に応じて適応します。

高度なスクリーニング機能

我々は、高スループットスクリーニング技術と精密な分析検証を統合し、堅牢なヒットの特定を行います。

データ駆動型意思決定支援

私たちの詳細な分析は、変異パターンを解釈し、構造–機能関係を効果的に特定するのに役立ちます。

品質、信頼性、機密性

すべての作業は、知的財産を保護するために厳格な品質管理と機密保持契約の下で行われます。

ケーススタディと実践的な洞察

ケース1:DNAシャッフルによる米のHPPD除草剤耐性の向上

メソトリオネ耐性変異体MFRR-2が特定されました。 イネ (Oryza sativa)トウモロコシ HPPD DNAシャッフリングライブラリ。わずかに安定性が低下したにもかかわらず、MFRR-2は25°Cで野生型OsHPPDと同等の活性を維持し、50μMメソトリオン下で約90%の活性を保持しました。一方、OsHPPDは50%の低下を示しました。興味深いことに、Fe2+ 抑制された酵素活性。MFRR-2を発現する転換稲は、OsHPPD転換体よりも1.5倍高いメソトリオン耐性を示しました。この研究は、HPPD指向の進化のためのDNAシャッフリングの効果的な利用を示しており、除草剤耐性作物の開発に向けた有望な戦略を提供しています。

DNA shuffling–driven improvement of rice HPPD herbicide resistance 図1. MFRR-2、OsHPPD、および変異体-ZmHPPDの多重配列アライメント。アミノ酸配列の上にある数字はMFRR-2の残基位置を示しています。保存されたアミノ酸は赤いボックスで示されています。緑と青のシェーディングは、可能性のあるイネとトウモロコシのスプライシングセグメントを示しています。(Chen) 他の著者., 2023)

ケース2:GH2ファミリーβ-ガラクトシダーゼの進化における退化オリゴヌクレオチド遺伝子シャッフルの利用

GH2 β-ガラクトシダーゼの生化学的特性を向上させるために、4つの アルテロモナス 遺伝子は退化オリゴヌクレオチドベースのファミリーシャッフルにかけられました。14の重複する遺伝子セグメントが再結合され、β-ガラクトシダーゼ活性のスクリーニングが行われ、約320の陽性クローンが得られ、そのうち9つがキメラでした。2つの変異体、M22とM250が発現され、特性評価が行われました。両者とも野生型酵素の最適温度と基質特異性を保持し、M22は触媒効率が向上し、M250は弱いトランスグリコシル化活性を示しました。この研究は、制御されたファミリーシャッフルが、実験室および産業用途に適した特性を持つ機能的なキメラ酵素を効果的に生成することを示しています。

Screening chimeric β-galactosidases generated by gene shuffling図2. 酵素活性のスクリーニング後のキメラβ-ガラクトシダーゼ。 (Sun) 他者., 2023)

よくある質問:ランダム突然変異とDNAシャッフル

  • Q: ランダム変異導入およびDNAシャッフルに適した酵素の種類は何ですか?

    ほぼすべての酵素クラスは、これらの方法を使用して進化させることができ、加水分解酵素、酸化還元酵素、転移酵素、異性化酵素が含まれます。
  • ミュータントライブラリは、信頼できる発見のためにどのくらいの大きさが必要ですか?

    A: 典型的なライブラリは10から始まります。3 10まで5 酵素の複雑さとターゲット変異率に応じたバリアント。私たちは、多様性と管理のバランスを取るライブラリの設計を支援します。
  • Q: 自分の発現ベクターや宿主株を提供できますか?

    A: はい。お好みのベクターとホストシステムを使用することもできますし、酵素の特性に基づいて最適化されたオプションをお勧めすることもできます。
  • Q: ランダム変異導入において、どのようにして均一な変異分布を確保しますか?

    A: 我々は反応条件を最適化し、検証済みのポリメラーゼを使用して、バランスの取れたヌクレオチド置換頻度を達成し、バイアスを最小限に抑えます。
  • Q: 384ウェルフォーマットでの高スループットスクリーニングを扱えますか?

    はい。私たちは、大規模なバリアント評価のための小型化された自動化アッセイシステムを提供しています。
  • Q: スクリーニング後にどのようなデータを受け取りますか?

    A: クライアントは、ライブラリ構成、アッセイプロトコル、バリアントランキング、シーケンシングデータ、および統計分析を含む包括的なレポートを受け取ります。
  • Q: 典型的なプロジェクトにはどれくらいの時間がかかりますか?

    A: プロジェクトの規模に応じて、ライブラリの構築と初期スクリーニングには通常4〜8週間かかります。
  • Q: 機密性とデータの所有権は保証されていますか?

    A: もちろんです。すべてのクライアント情報、シーケンス、結果は厳格な機密保持契約によって保護されており、すべての知的財産はクライアントに帰属します。

参照:

  1. チェン・L、リウ・R、タン・Q、 他者DNAシャッフルに基づく指向性進化によるコメの4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼの除草剤耐性の向上。 農業食品化学ジャーナル2023;71(41):15186-15193. doi:10.1021/acs.jafc.3c04079
  2. Sun J, Wang W, Hao J. GH2ファミリーβ-ガラクトシダーゼの進化における退化オリゴヌクレオチド遺伝子シャッフルの利用。 バイオテクノロジー手紙2023;45(5-6):655-665. doi:10.1007/s10529-023-03368-w

研究および産業用途にのみご使用ください。個人医療用途には適していません。一部の食品グレード製品は、食品および関連用途における処方開発に適しています。

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