会员动态 | 凯莱英，高通量筛选与AI辅助进化平台双重助力
The following article is from 凯莱英Asymchem Author 凯莱英
酶作为大自然馈赠的天然催化剂，在化工及制药行业中具有广泛应用价值。然而由于大多数自然界的酶对非天然底物的活性与选择性有限，因此限制了实际的生产应用。为满足实际需要，人们开发出经过设计与实验室改造的新酶，以提高生物酶催化的效率，这套升级改造酶特性的技术被称为“酶的定向进化技术” 。
酶的定向进化包含两大重要步骤，一是酶突变体库的建立，二是从庞大的突变体酶库中筛选出最适突变体。目前，基因突变库的建立方法包括易错PCR（error-prone PCR）、DNA重排（DNA shuffling）、序列饱和突变（Sequence Saturation Mutagenesis，SeSaM）、StEP等。在定向进化中，尽管突变具有随机性，但通过选择特定方向的突变限定了进化趋势，同时控制实验条件来限定突变种类，加快酶朝特定方向的进化速度。
虽然构建海量突变体库的技术已较为成熟，但如何从浩如烟海的酶库中筛选出“最佳种子选手”已成为决定酶定向进化成功的关键因素。近年来，随着高通量筛选（High throughput screening，HTS）技术的发展，一系列HTS的建立革命性地改变了传统筛选方法，能从基于随机诱变创建的庞大突变体库中（〜104–6），快速找到所需的有益突变，使得酶的筛选更加灵敏、高效、快捷，让适用于制药领域的工程酶的筛选变得更为容易。高通量筛选是酶进化的重要部分，决定了酶进化的效率和能力，能为合成反应快速找到开锁的“金钥匙”，助推项目高效推进。
凯莱英医药集团（股票代码：002821.SZ，以下简称“凯莱英”）的生物工程团队，利用定点突变、多点突变和饱和突变等理性设计方法或易错PCR、DNA shuffling、交错延伸PCR等非理性设计等方法建立了庞大的基因突变库，经过多年的实践和优化，目前生物工程团队利用QPix高通量克隆筛选系统，结合智能成像分析和精准自动化等功能，能保证每天准确挑取数以万计的克隆，整个筛选过程极为高效敏捷。除此之外，凯莱英还具备多种样品制备和孔板处理的能力，加上各种数据追踪和检测工具，简化了对复杂和重复过程的控制和管理。凯莱英对酶库中的所有酶都具有“自由实施（FTO）”，并对这些酶保持着常规的库存。
在此基础上凯莱英搭建了综合的分子建模和计算模拟平台，让研究人员能够利用计算机辅助分析与仿真软件，进行结构模拟，预测出影响酶多种特性的关键结构区域，从而实现生物酶的定向进化改造。所以凯莱英的酶进化技术平台集合了智能化、高通量和多手段等特征，能在最短时间内获得化学反应最适合的酶，为客户提供综合技术解决方案。
作为全球医药行业领先的CDMO解决方案提供商，凯莱英在生物酶催化技术领域持续投入与深耕多年，不断研发更高效的生物酶催化剂，并已将高活性、多品种的工程酶成功运用于他汀类药物、格列酮类药物、培南类药物等多种重磅药物的商业化生产之中。
酶的定向进化技术使制药工艺更绿色、更安全、更有效，极大提升药物合成效率，而高通量以及人工智能辅助筛选的实现更令此项技术“如虎添翼”，有效解决了化学合成与放大生产中的诸多问题，引领行业的绿色变革与进步。
未来，凯莱英将持续打造酶进化的研发技术平台，通过技术缩短客户临床新药研发周期，降低商业化产品的生产成本，为全球客户创造更大价值！
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