酶改造技術(shù)是通過改變酶的基因序列，實現(xiàn)對生物化學反應(yīng)的調(diào)控和優(yōu)化，使其更適用于特定的應(yīng)用場景。酶改造包括理性設(shè)計，定向進化，機器學習等技術(shù)，其中定向進化技術(shù)是最重要的酶改造技術(shù)之一，美國加州理工學院的Frances Arnold教授也因此獲得了2018年的諾貝爾化學獎。

圖1 .2018年諾貝爾化學獎獲得者

翌圣生物進化團隊傳承Frances Arnold教授的定向進化技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上將理性設(shè)計、定向進化與機器學習有機結(jié)合、交互篩選，構(gòu)建了一個高效、系統(tǒng)、創(chuàng)新型的酶改造平臺——ZymeEditor™。目前該平臺已完成130余種酶的改造，具備扎實的開發(fā)酶的技術(shù)基礎(chǔ)。此外，翌圣生物專注于工具酶研發(fā)生產(chǎn)近10年，在發(fā)酵及純化工藝開發(fā)，規(guī)?；a(chǎn)等方面有豐富的經(jīng)驗，可以提供新酶改造，發(fā)酵及純化工藝優(yōu)化、規(guī)?；a(chǎn)的全套定制解決方案。

圖2.翌圣ZymeEditor™酶改造全套定制解決方案

翌圣ZymeEditor™酶改造平臺是通過酶的理性設(shè)計和定向進化雙策略來提高改造的成功率。理性設(shè)計技術(shù)基于酶的結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系，借助多種計算和虛擬分析快速設(shè)計“小而精”的突變體庫，提升酶的性能；定向進化則依托液滴微流控分選和高通量自動化孔板篩選技術(shù)實現(xiàn)酶的超大突變文庫（10⁸-10¹²）的快速篩選和功能驗證，提高了篩選成功率，縮短了進化周期并大幅度降低了篩選成本。平臺正在借助理性設(shè)計和定向進化輸出的海量濕實驗數(shù)據(jù)開展機器學習，借助AI技術(shù)建立酶改造相關(guān)的算法和模型，進一步提升酶改造的準確度。

圖3.翌圣ZymeEditor™創(chuàng)新酶改造平臺

ZymeEditor™平臺輸出的突變體想要高質(zhì)量的生產(chǎn)出來，這需要開發(fā)發(fā)酵和純化工藝。為此，翌圣自主搭建了蛋白高密度發(fā)酵與UCF.ME^®超潔凈純化平臺，該平臺涵蓋多宿主高效表達技術(shù)、高密度發(fā)酵技術(shù)、一體式高通量蛋白純化工藝篩選技術(shù)、UCF.ME^®超潔凈分子酶生產(chǎn)技術(shù)等核心技術(shù)，這為酶的規(guī)?；头€(wěn)定化生產(chǎn)制備提供了技術(shù)保障。

圖4.高通量蛋白純化工藝篩選技術(shù)

為滿足高品質(zhì)酶量產(chǎn)的需求，翌圣特別在武漢建立2個GMP級別生產(chǎn)基地（近1萬平米），2套1500L的全自動發(fā)酵系統(tǒng)，也匹配了專業(yè)的酶生產(chǎn)與質(zhì)檢團隊，為高品質(zhì)酶的規(guī)模化生產(chǎn)提供保障。

圖5：UCF.ME^®超潔凈酶生產(chǎn)工廠

ZymeEditor™作為一個創(chuàng)新型底層酶改造技術(shù)平臺，它通過將超高通量定向進化、理性設(shè)計與AI技術(shù)有機結(jié)合、交互篩選，為創(chuàng)新開發(fā)高端酶奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。基于翌圣生物多年在分子酶改造領(lǐng)域中的技術(shù)積累與知識拓展，ZymeEditor™平臺已具備對多種酶的多種需求（如活性，穩(wěn)定性，選擇性等）進行定向改造的能力，可通過提供全套酶改造服務(wù)助力酶相關(guān)產(chǎn)業(yè)（如合成生物學，醫(yī)藥、診斷，食品，化工等）升級。

圖8.ZymeEditor™酶改造定制服務(wù)

圖9.ZymeEditor™酶改造定制服務(wù)流程