ランダム変異ライブラリの構築

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で クリエイティブ酵素私たちの ランダム変異ライブラリの構築 サービスは、指向性進化とタンパク質最適化の基盤を築きます。正確で多様なランダム変異導入戦略を適用することにより、幅広いアミノ酸置換と構造変化を捉えた包括的な変異体ライブラリを構築します。これらのライブラリは、改良された触媒効率、変化した基質範囲、または向上した安定性を持つ酵素バリアントを特定するための貴重な資源として機能します。

私たちのアプローチは、最先端の突然変異技術、細心のライブラリ品質管理、そしてカスタマイズされた設計戦略を統合しており、あなたの酵素工学プロジェクトが最も強固な基盤で始まることを保証します。

変異体ライブラリの構築方法

酵素工学望ましい生化学的特性を持つ変異体を発見するために、配列の多様性を探求することに依存しています。 突然変異ライブラリの構築 このプロセスにおける重要な第一歩であり、研究者が合理的な設計だけでは達成できない機能的なランドスケープを探求することを可能にします。

伝統的な標的指向変異導入法精度は高いが多様性は限られている一方で、 ランダム変異誘発 エラーの多いPCR、飽和変異導入、再組換えベースのアプローチなどの技術は、配列空間の高スループット探索を可能にします。適切に構築された変異体ライブラリは、酵素バリアントの多様性と代表性を最大化し、その後のスクリーニングと選択のための堅牢なプラットフォームを提供します。

Use random mutagenesis and DNA shuffling methods to construct libraries of gene variants 図1. 遺伝子変異体ライブラリを作成するためのランダム変異誘発法とDNAシャッフル法。（IqbalとSadaf、2022年からの改編）

クリエイティブエンザイムズでは、経験に基づく専門知識とデータ駆動型の設計を組み合わせて、研究と産業のニーズの両方を満たすライブラリを構築しています。多様性、品質、機能的関連性のバランスを取っています。

突然変異ライブラリ構築：サービスと能力

私たちの突然変異ライブラリ構築サービスは、多様な酵素工学のニーズに応えるために設計された包括的な技術とカスタマイズオプションを提供します。主な提供内容には以下が含まれます：

エラーの多いPCRライブラリ

ターゲット遺伝子全体に制御されたランダム変異を導入することで、広範な配列多様性を生成します。変異頻度は、配列空間の探索とライブラリの管理可能性のバランスを取るために調整可能です。

サイト飽和変異導入

特定の位置で特定のアミノ酸をすべての可能な代替物に正確に置き換え、活性部位、基質結合領域、または構造的に重要な残基の体系的な探索を可能にします。

DNAシャッフル

有 homologous 遺伝子または遺伝子断片を再結合して、利点のある特性を組み合わせたハイブリッド変異体を作成し、優れた酵素変異体の発見を加速させます。

組合せ突然変異誘発法

複数のポジションやドメインにわたる同時変異を導入し、単一サイトの変異では見逃される可能性のある相乗効果の効率的なサンプリングを可能にします。

カスタマイズされたライブラリデザイン

酵素の構造データ、配列保存解析、または既知の機能モチーフを活用して、高性能なバリアントを取得する確率を最大化するライブラリを設計します。

ライブラリの検証と品質管理

サンガーシーケンシングまたは次世代シーケンシング（NGS）を使用して、変異率、多様性、および配列カバレッジを評価します。報告には、変異分布、コドン使用、およびライブラリの完全性に関する統計的推定が含まれます。

表現準備ライブラリ

ライブラリは、さまざまなホストと互換性のある発現ベクターにクローン化されます。大腸菌酵母やその他のシステムを使用し、下流のスクリーニングやアッセイワークフローへのシームレスな移行を確保します。

スケーラブルなライブラリサイズ

特定の探索のための集中した小規模ライブラリから、最大10を含む大規模ライブラリまで。⁸ プロジェクトの目標やスクリーニング能力に応じて柔軟性を持たせるためのバリアント。

機能設計制約のサポート

ライブラリ構築中に、酵素の安定性を保持すること、有害なモチーフを避けること、または補因子結合部位を維持することなどの考慮事項を組み込むことができます。

サービスワークフロー

Service workflow for mutagenesis library construction for enzyme engineering

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サービスの特徴

パラメータ	説明
ライブラリサイズ	10まで⁸ 戦略に応じたバリエーション
突然変異率の制御	遺伝子ごとに0.1%から3%まで調整可能
ベクトルオプション	広範なホスト範囲大腸菌、酵母または哺乳類)
配列検証	ランダムサンプリング（≥ 20クローン）または深層シーケンシング
ターンアラウンドタイム	通常は3〜6週間です。
成果物	ミュータントライブラリプラスミドプール、QCレポート、および変異プロファイルの概要

酵素工学の次のステップ

ライブラリ構築後、Creative Enzymesは酵素進化ワークフローを進めるために2つの補完的なサービスを提供しています：

変異体ライブラリ評価のための活性アッセイ設計このモジュールは、酵素の触媒メカニズムに合わせた感度の高いハイスループットアッセイの開発と最適化に焦点を当てています。私たちは、大規模な変異体ライブラリを効率的に評価し、有望なバリアントを特定するための定量的で再現性のある活性アッセイを設計します。
ランダム変異酵素ライブラリのスクリーニング構築されたライブラリと検証されたアッセイに基づき、このサービスは高スループットスクリーニングと選択を行い、特性が向上した変異体を分離します。私たちの統合スクリーニングシステムは発見を加速し、優れた酵素候補の信頼性の高い特定を保証します。

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私たちを選ぶ理由

包括的なテクノロジーポートフォリオ

多様性生成のためのカスタマイズされた変異導入プラットフォームへのアクセス。

科学的厳密さ

各ステップは厳格な品質管理基準の下で最適化され、検証されています。

高品質なライブラリ

検証された多様性と忠実性は、冗長性なしに機能的探求を保証します。

柔軟なカスタマイズ

単一サイトの飽和から全長のランダム化へ。

経験豊富なチーム

酵素進化とタンパク質の構造-機能解析における深い専門知識。

エンドツーエンドサポート

下流のスクリーニングおよびアッセイ開発サービスとのシームレスな統合。

ケーススタディと成功事例

ケース1：リパーゼの熱安定性の向上

クライアントのニーズ：

洗剤の配合に特化したバイオテクノロジー企業は、高温での長時間の曝露に耐えられるリパーゼの変異体を必要としていました。既存の酵素は50°Cを超えると急速に変性し、産業での適用性とコスト効率が制限されていました。

私たちのアプローチ：

約10の高多様性変異体ライブラリを構築しました。⁸ 最適化されたエラー発生PCRを使用して変異体を作成しました。変異頻度は、全体の構造的整合性を保ちながら、中程度のランダムな多様性を導入するように微調整されました。得られたライブラリは、にクローニングされました。 大腸菌 発現系および変異分布の均一性を確認するために配列決定によって検証されました。

結果：

その後のスクリーニングにより、著しく熱耐性が向上したいくつかのリパーゼ変異体が特定されました。最も優れた変異体は、融解温度（Tm）が12°C高く、60°Cで2時間経過後も80%以上の活性を維持しました。改良された酵素は、洗剤成分との優れた相性を示し、高温洗浄条件下での製品の保存期間と操作安定性を延ばしました。

ケース2：トランスアミナーゼの基質範囲の拡大

クライアントのニーズ：

製薬クライアントは、キラルアミン合成に使用されるトランスアミナーゼ酵素の基質範囲を広げることを目指しました。天然酵素は小さな脂肪族アミンに対して高い特異性を示しましたが、より大きな芳香族基質に対しては活性が低く、複雑な中間体の生産における使用が制限されていました。

私たちのアプローチ：

基質結合ポケットを囲む残基に焦点を当てた標的変異導入戦略を設計しました。サイト飽和変異導入を使用して、基質の適合に影響を与えると予測される5つの重要な位置にすべての可能なアミノ酸置換を導入しました。その結果得られた集中ライブラリは構築され、変異の完全性が確認され、高スループットスクリーニングのために準備されました。

結果：

ライブラリースクリーニングにより、基質の受容範囲が広がった複数の変異体が明らかになりました。最も優れた変異体は、立体選択性を損なうことなく、芳香族アミンに対する触媒効率が三倍向上しました。このブレークスルーにより、クライアントは複数のキラル医薬中間体の合成を効率化し、プロセスコストを削減し、バイオ触媒製造能力を拡大することができました。

FAQ：変異体ライブラリの構築

Q: どのようにして適切な変異導入戦略を選択しますか？

A: 私たちは、あなたの酵素の構造、配列、プロジェクトの目標を評価し、広範な多様化（エラーを伴うPCR）またはターゲットを絞った変異（サイト飽和または組み合わせ変異）のいずれか最適なアプローチを推奨します。
Q: 私のプラスミドや遺伝子を使ってもいいですか？

はい。あなたのプラスミドや遺伝子断片を直接扱い、必要に応じて発現のために配列を最適化することができます。
Q: 図書館の多様性はどのように確認されますか？

A: 我々は、突然変異率、分布、および全体的な多様性を確認するために、ランダムクローンシーケンシングまたは次世代シーケンシングを実施します。
Q: どのホストシステムがサポートされていますか？

A: 一般的なホストには以下が含まれます 大腸菌、 ピチア・パストリスおよび酵母株、必要に応じて他のシステムに適応する柔軟性を持っています。
Q: ライブラリの表現をテストしますか？

A: オプションのパイロット表現検証が利用可能で、変異体が可溶であり、正しく折りたたまれ、スクリーニングの準備が整っていることを確認します。
知的財産はどのように扱われますか？

A: すべてのクライアントデータ、シーケンス、および結果は機密です。知的財産はクライアントに完全に帰属します。
Q: 一般的な納期と納品形式は何ですか？

A: プロジェクトは通常3〜6週間かかります。ライブラリはプラスミドプールまたは変換細胞として提供され、変異プロファイルや品質管理結果を詳細に記載した技術報告書が添付されます。
Q: 複数の突然変異戦略を組み合わせることはできますか？

A: はい。複雑なプロジェクトでは、機能的に関連する残基に焦点を当てながら、多様性を最大化するためにアプローチを統合します。
Q: 再現性をどのように確保しますか？

A: すべてのステップは厳格なSOPに従い、詳細な文書が整備されており、研究や規制目的のために追跡可能性と再現性が確保されています。
Q: 下流スクリーニングやアッセイの支援はできますか？

A: はい。私たちは、高性能なバリアントを効率的に特定するためのアッセイ設計とハイスループットスクリーニングサービスを提供しています。

参照：

イックバル Z、サダフ S。指向進化の技術における最新プラットフォームの特許に基づく考察：10年にわたる語られざる物語。 バイオテクノロジーと遺伝子工学レビュー2022;38(2):133-246. doi:10.1080/02648725.2021.2017638

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