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高通量自动化蛋白纯化工作站(PP24)助力AI驱动的酶进化

引  言

酶是所有生命的催化剂,已经广泛用于工业生产和科学研究,从自然界中发现的酶远远不能满足应用需要,因此通过人为改造来提升酶的特性成为了人们的首要选择,这种对酶的改造称为酶工程。

酶工程经过几十年的发展,其策略从最初的随机突变、理性设计,到后来的定向进化,再到如今的人工智能辅助设计,有了长足的进步, 设计更加精准,所需的筛选工作量逐渐降低。而且,酶工程的工作不再仅仅是酶的优化,从头设计自然界不存在的酶也成为可能。

AI驱动的酶发现

典型的AI驱动酶发现可能如下图所示:

整个体系的核心是AI算法,但任何计算机实验的结果都需要回到真实世界进行验证,同时实验结果形成的新数据重新训练算法,可以在未来的轮次中获得更好的结果,湿实验室即生物实验室在设计过程中的作用同样重要。

研究酶的结构与功能需要对酶进行纯化,因为表达系统的其他成分可能会影响实验结果,而且实验通常是基于浓度的。

案例研究

一家AI高科技公司在酶进化中遇到了困难,候选蛋白带有His标签,可以使用镍柱纯化,但操作费时费力,一次只能纯化一个样本,在特定时间内纯化出的样本量非常有限,直接影响了酶的进化速度。他们试图尽可能多地验证AI设计的酶分子,因此需要高通量地进行蛋白纯化。


知禾提供了PP24高通量蛋白纯化设备,满足了该团队一次性纯化多个样品的需求。

经过超声破菌的样本可直接使用PP24进行纯化,无需离心和过滤,实验流程耗时约1.5h,无需人员值守。


PP24最多可同时纯化24个样品,每个样品总量可达数百ug,浓度在0.1-1mg/ml

纯化效果与柱法基本相当。

Lane1:大肠杆菌可溶表达超声破菌;

Lane2:NI NTA磁珠未捕获;

Lane3:NI NTA磁珠漂洗;

Lane4:NI NTA磁珠漂洗;

Lane5:NI NTA磁珠250mM咪唑洗脱;

Lane6:NI NTA磁珠500mM咪唑洗脱;

总结

PP24对于AI驱动的酶进化意味着更高的通量,更高的效率,更多的可能。可以不必因纯化限速而舍弃可能的候选酶分子,节约的时间可用于其他更富有创造性的工作上。



关于知禾同创


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