Sino Biological, Inc. hat bekannt gegeben, dass sein Gensynthese- und zellfreier Proteinexpressions-Workflow in einer kürzlich in Nature Communications veröffentlichten Studie von Tencent AI for Life Sciences Lab eingesetzt wurde, was eine schnelle Validierung von KI-entwickelten Proteinen mit verbesserter Aktivität, Stabilität und Multifunktionalität ermöglicht.

Verknüpfung von KI-Proteindesign und experimenteller Validierung

Künstliche Intelligenz hat das Design von Protein-Aminosäuresequenzen beschleunigt, die Umsetzung dieser rechnerischen Designs in funktionelle Proteine ​​bleibt jedoch eine zentrale Herausforderung im Protein-Engineering. Proteinaktivität, Stabilität, Faltung und Expression werden durch komplexe strukturelle und biochemische Faktoren beeinflusst, was häufig zu Diskrepanzen zwischen In-silico-Vorhersagen und Experimenten führt.

Um diese Lücke zu schließen, führte die Studie ein Ontology Reinforcement Iteration (ORI)-Framework ein, das Proteinontologie mit verstärkendem Lernen aus Nasslabor-Feedback integriert. Experimentelle Daten, einschließlich Proteinexpressionsniveaus und funktioneller Aktivität, wurden kontinuierlich in das Modell zurückgeführt, was eine iterative Optimierung von Proteinsequenzen und eine verbesserte Designgenauigkeit ermöglichte.

Die zellfreie Proteinsynthese beschleunigt die KI-Designschleife

Anschließend nutzten die Forscher das XPressMAX™ Cell-Free Protein Synthesis Kit von Sino Biological, um eine schnelle Proteinexpression und ein funktionelles Screening zu ermöglichen. Proteinkodierende Sequenzen, die in den Expressionsvektor des Kits geklont und dem proprietären zellfreien Reaktionssystem hinzugefügt wurden, unterstützten schnelle Design-Build-Test-Zyklen.

Mithilfe dieses Arbeitsablaufs entwickelte das Team ein Lysozym mit einer über 100-fach höheren Aktivität als das natürliche Enzym, entwickelte eine thermostabile Chitinase, die ihre Aktivität bei 85 °C beibehielt, und exprimierte bifunktionelle Enzyme mit verbesserter Leistung im Vergleich zu natürlich vorkommenden multifunktionalen Enzymen.

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XPressMAX™ Zellfreies Proteinsynthese-Kit

Zu den Hauptmerkmalen gehören:

  • Ultraschnelle Synthese: Proteine ​​werden in nur 3 Stunden exprimiert
  • Hohe Screening-Effizienz: optimiert für VHH, scFv und Miniproteine
  • Flexible Vorlagenunterstützung: kompatibel mit Plasmid- und linearen DNA-Vorlagen
  • Disulfidbindungsfreundlich: ermöglicht die Expression komplexer Disulfidbindungsproteine ​​ohne zusätzliche Verstärker
  • Kostengünstige Leistung: reduzierte Betriebszeit und -kosten
  • Skalierbare Versorgung: geeignet für Hochdurchsatz- und Industrieanwendungen

Quellen:

Sino Biological Inc.