ランダム変異酵素ライブラリのスクリーニング

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で クリエイティブ酵素私たちの ランダム変異酵素ライブラリのスクリーニングサービス 完了する酵素工学複雑で高多様性のライブラリから最も優れた変異体を特定することによってサイクルを回します。精密アッセイの統合、自動化された高スループットスクリーニング、そしてインテリジェントなデータ分析を通じて、望ましい触媒、安定性、または選択性の向上を示す酵素バリアントを分離します。

このサービスは、大規模な変異体コレクションを意味のある機能的発見に変換します。触媒効率の向上、基質選好の変更、熱安定性の向上、または溶媒耐性の強化が目標であれば、Creative Enzymesは、あなたの酵素システムとプロジェクトの目的に合わせた科学的に厳密で効率的かつ再現可能なスクリーニングソリューションを提供します。

背景：ライブラリースクリーニングの仕組み

変異誘発ライブラリを構築し、適切な活性アッセイを設計した後、次に最も決定的なステップは指向性酵素進化は 機能スクリーニングこのプロセスは、どの変異体が実際に性能向上をもたらすかを特定し、貴重なバリアントが見落とされないようにします。

しかし、スクリーニングは簡単にボトルネックになる可能性があります。変異導入ライブラリのサイズと多様性は、従来の方法の実用的なスループットをしばしば超えます。多くのスクリーニングキャンペーンは、アッセイ感度、一貫性のない発現、または非効率的なデータ処理に制限されているため、失敗します。

これらの課題を克服するために、Creative Enzymesは採用しています。 統合型ハイスループットスクリーニング（HTS） プラットフォームと 合理的なスクリーニング戦略私たちのアプローチは、カバレッジ、精度、効率のバランスを取り、数百万のバリアントを含むライブラリにおいても意義のある発見を保証します。すべてのスクリーニングキャンペーンは、酵素の種類、反応システム、特定のプロジェクト目標に合わせて慎重に設計されており、科学的に妥当でありながら産業的にスケーラブルです。

Workflow of protein engineering by directed evolution 図1. ランダム変異導入、タンパク質発現、スクリーニングまたは選択の反復サイクルによる酵素の指向進化。 (Wang) 他., 2021)

私たちの提供内容：ミュータントライブラリーのスクリーニング

クリエイティブエンザイムズは、分子生物学、アッセイ技術、データ分析を統合した完全なミュータントライブラリスクリーニングサービスを提供しています。私たちの提供内容には以下が含まれます：

変異ライブラリの一次スクリーニング

野生型酵素に対して検出可能または強化された活性を持つ変異体を特定するための迅速な初期スクリーニング。

二次および三次スクリーニング

洗練されたアッセイ条件下での有望な候補の検証と定量分析。

ハイスループットスクリーニングプラットフォーム

自動化されたマイクロプレートベースのロボットシステムまたはドロップレットマイクロフルイディックシステムは、10から始まるライブラリ用です。³ 10まで⁸ バリアント。

複数の検出モダリティ

蛍光、比色、発光、およびクロマトグラフィー検出は、多様な酵素反応と互換性があります。

カスタマイズされた選択戦略

活性、選択性、安定性、溶媒耐性、またはその他のユーザー定義の性能パラメータに対するスクリーニング。

トップバリアントの運動特性評価

運動定数の決定 (K_M、 k_猫、V_マックス選択された突然変異体の性能指標。

データ管理と分析

包括的な統計分析とバリアントのランキング、必要に応じて機械学習支援によるヒット同定の統合。

オプショナル再スクリーニングと検証

産業的に関連するまたは特定のアプリケーション条件下での確認試験。

スケーラブルなスクリーニングソリューション

小規模な探索的研究から、フルスケールの産業発見キャンペーンまで。

サービスワークフロー

Service workflow of library screening for enhanced enzyme variants

サービスの特徴

パラメータ	仕様
サポートされているライブラリサイズ	10³ – 10⁸ バリアント
スクリーニングスループット	最大10まで⁵ バリアント/日（自動化プラットフォーム）
検出フォーマット	色彩測定、蛍光、発光、または分析（HPLC/GC）
データ出力	ランキング活動テーブル、動的値、および多様性分析
ホストシステム	大腸菌、ピチア・パストリス、バチルス・サブチルス酵母またはカスタム株
ターンアラウンドタイム	4～8週間、ライブラリの規模と複雑さに応じて
納品物	改善されたバリアントのランキングリスト、プラスミド/細胞ストック、スクリーニングレポート、および検証データ

オプションのダウンストリームサポート

成功したスクリーニングの後、Creative Enzymesは選択された変異体のタンパク質発現最適化、精製、および生化学的特性評価などの追加サービスを提供できます。

ランダム変異誘発およびDNAシャッフルのためのダウンストリームサービス

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クリエイティブエンザイムと提携する理由

統合された専門知識

私たちは、分子生物学、酵素学、バイオアナリティクスを統合し、一貫性があり科学的に厳密なスクリーニングワークフローを提供します。

高度なハイスループットプラットフォーム

ロボティクスおよびマイクロフルイディクスシステムは、大規模なライブラリでも高い精度と再現性を確保します。

柔軟なスクリーニング戦略

希望する酵素特性とアッセイデザインに合わせたカスタマイズ可能なワークフロー。

定量的かつ再現可能な結果

すべてのヒットは統計的および運動学的評価を通じて検証され、真の改善が保証されています。

産業の関連性

スクリーニング条件は、アプリケーション環境（例：溶媒、pH、温度）を模倣するように適応できます。

以前のモジュールとのシームレスな統合

Creative Enzymesの変異誘発およびアッセイ設計サービスと完全に互換性があり、エンドツーエンドの指向進化パイプラインを実現します。

代表的なケーススタディ

ケース1：バイオディーゼル生産のための高活性リパーゼ変異体の発見

クライアントのニーズ：

産業用バイオ燃料生産者は、低コストの原料を使用したトランスエステル化反応において、より高い触媒効率を持つリパーゼの変異体を求めました。従来のリパーゼは、最適でない変換率とメタノールに対する限られた耐性を示しました。

私たちのアプローチ：

10を使用して⁶Creative Enzymesによって以前に構築されたメンバー変異体ライブラリを用いて、二段階のスクリーニングキャンペーンを実施しました。最初に、高スループットの比色アッセイを使用して384ウェルプレートで加水分解活性を迅速に評価しました。次に、有望なクローンをメタノールが豊富な条件下で二次スクリーニングにかけ、溶媒耐性と変換効率を評価しました。

結果：

100万のスクリーニングされた変異体の中で、47の変異体が強化された加水分解活性を示し、6つはメタノールでの優れた性能を維持しました。トップリパーゼ変異体は触媒効率が4.3倍向上し、20%メタノールにさらされた後も85%の活性を維持しました—パイロットスケールの反応においてバイオディーゼルの収率を大幅に改善しました。

ケース2：食品加工のための熱安定性プロテアーゼ変異体の同定

クライアントのニーズ：

食品技術会社は、特異性を失うことなく、望ましくない副反応を引き起こすことなく、高温処理温度（70〜80°C）で活性を維持できるプロテアーゼを必要としていました。

私たちのアプローチ：

私たちは統合された蛍光ベースのスクリーニングプラットフォームを採用しました。温度制御されたマイクロプレートリーダーを使用して、10のプロテアーゼ活性を評価しました。⁴ 温度が上昇するにつれての変異体。初期のヒットは再スクリーニングされ、再現性を確認し、熱インキュベーション後の残存活性を測定しました。

結果：

我々は、著しく改良された熱安定性を持つ複数の変異体を特定しました。最も優れたプロテアーゼ変異体は、野生型の30%に対して、75°Cで1時間後に90%の活性を保持しました。この酵素の触媒パラメータ（k_猫/K_M2.5倍改善され、高温食品加工中のタンパク質加水分解がより効率的になり、製品の保存期間が延びました。

ミュータントライブラリスクリーニングに関する一般的な質問

Q: どのライブラリサイズをスクリーニングできますか？

A: 我々は、アッセイ形式やスクリーニングプラットフォームに応じて、数千から1億以上のバリアントにわたるライブラリを扱うことができます。
Q: どのような検出方法がありますか？

A: 我々は、吸光度、蛍光、発光、およびクロマトグラフィー分析（HPLC/GC）を含む複数の検出モダリティを提供しています。酵素クラスとターゲット反応に基づいて、最も適切な方法を選択します。
Q: ヒットの信頼できる特定をどのように確保しますか？

A: すべてのアッセイは再現性のために検証されており、ヒット選択は統計的閾値（例：野生型活性の3σ以上）に基づいています。有望な変異体は確認のために再スクリーニングされます。
Q: 触媒活性以外の特性をスクリーニングできますか？

はい。熱安定性、溶媒耐性、pH安定性、またはエナンチオ選択性のためのカスタマイズされたスクリーニング戦略を設計できます。
Q: 大規模なスクリーンからのデータはどのように管理されていますか？

A: データは自動化されたパイプラインを使用して処理され、正確な正規化とランキングを確保するために統計的に分析されます。詳細なレポートには、生データと処理済みデータの両方が含まれています。
Q: 孤立した変異クローンを提供していますか？

A: はい。プラスミド、グリセロールストック、またはさらなる分析やスケールアップのための精製酵素を提供できます。
Q: スクリーニング条件はカスタマイズ可能ですか？

A: もちろんです。スクリーニング条件—温度、溶媒の組成、基板濃度など—は、あなたのアプリケーション環境を反映するように調整できます。
Q: あなたのサービスはアッセイ開発や突然変異誘発と組み合わせることができますか？

A: はい。私たちのスクリーニングサービスは、変異体ライブラリの構築と活性アッセイ設計サービスと完全に統合されており、変異体生成からヒット発見までのシームレスなエンドツーエンドのワークフローを実現しています。
プロジェクトの典型的なタイムラインは何ですか？

A: ほとんどのスクリーニングプロジェクトは、ライブラリの複雑さ、スループット、および必要な検証ステップに応じて、4〜8週間以内に完了します。
Q: クライアントの機密性と知的財産をどのように保護しますか？

A: すべてのプロジェクトデータ、シーケンス、および結果は厳格な機密保持の下で取り扱われます。すべてのバリアントおよびデータの知的財産権と所有権はクライアントに帰属します。

参照：

ワン W、タバー DF、レナータ H。炭素環の実用的な酵素的生成。 化学 A ヨーロッパ J2021年；27(46)：11773-11794。doi:10.1002/chem.202101232

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