В области ферментативной инженерии традиционный метод скрининга пластин всегда был обычным средством для исследователей. Однако этот подход имеет ряд ограничений. Исследователи должны выращивать и тестировать ферменты один за другим, процесс, который похож на поиск иглы в огромном океане, не только требует много времени и усилий,АЭффективностьБДля низкого. Это приводит к тому, что традиционный ручной скрининг занимает больше времени и в конечном итоге может не получить хорошего мутанта, который будет трудно удовлетворить потребности практического применения.

Микропроцессия ТяньмуОборудованиеПодобно « специалисту по скринингу» с экстраординарными способностями, он может эффективно обрабатывать огромное количество образцов ферментов за очень короткий промежуток времени, что значительно повышает эффективность скрининга. Например, если традиционный метод может обрабатывать только несколько десятков образцов в день, технология микроконтроля потока может обрабатывать тысячи образцов в день. В то же время он, в свою очередь, похож на проницательного « наблюдателя», который может точно уловить характерные изменения каждого мутанта и, следовательно, точно отфильтроватьБолее активный, более специфичный.Ферменты. Кроме того,Микроуправляемая платформа ТяньмуОбладает высокой степенью интеграции характеристик, может обеспечить автоматизацию и точное управление процессом ферментативного скрининга, уменьшить помехи человеческого фактора, повысить надежность результатов скрининга.

Краткая информация о направлениях применения четырех опубликованных микроустройств

Далее,Из множества научных исследований, опубликованных с помощью биометрического оборудования управления потоком Tianmu, выберите два типичных случая для углубленного изучения его применения и посадки в области ферментативной инженерии.

литература1

Биологические датчики+Микроконтроль потока:Д-Прорыв в активности и стабильности аллостероновых синтетических ферментов

Д-Алроконоза - это низкокалорийный редкий кетогексан с физиологическими функциями, такими как снижение уровня сахара в крови и антиоксиданты, и является популярным заменителем сахара в пищевой и фармацевтической областях. Его биосинтез зависит от кетоза.3 - -Дифференциальная (KEasesНо существующие ферменты имеют такие проблемы, как низкая каталитическая эффективность и плохая стабильностьОграничивает промышленное производство и применение, срочно необходимо разработать более каталитическую эффективность и стабильностьKEases. Традиционные методы скрининга (например, хроматографический анализ, скрининг микропористой пластины) неэффективны и не могут удовлетворить потребности в скрининге библиотеки мутантов сверхвысокого потока.

Команда профессора Цинь Хуэйминя из Тяньцзиньского университета науки и техники основана на рациональном дизайне и направленной эволюции, основанной на структурном руководстве.Д-Алоксин3 - -Дифференциальная (СfDAE) Провести реконструкцию, построить содержит около200Десять тысяч мутантов, которые используютВысокопроизводительная система одноклеточного сепарации капельКлетка DREMСочетаниеД-Генетически кодированный биодатчик, реагирующий на транскрипционные регуляторы, используемый для мониторинга в реальном времениД-АлоксинОбразуемое количество, сортировка для получения высокопродуктивных штаммов, расширение культуры после живого тестирования ферментов.

DAEaseСоздание библиотеки мутантова такжеПроцесс микроконтроля потока на основе капель и высокоэффективная жидкостная хроматографияDAEaseОбнаружение активности

После нескольких раундовFADSРазделениеОкончательно идентифицировать мутантов.М3-2Его каталитическая эффективность выше, чем у дикой природы.СfDAEПовысился.17В два раза больше. МутантыМ3-2вД-Сахар изомеризируетсяД-Реакция алоксоза показала более высокую каталитическую эффективность и тепловую стабильность.

Диаграмма временных рядов хранилища искусственных смесей в процессе сортировки, показывающая обнаруженные флуоресцентные сигналы и флуоресцентные микроизображения до сортировки и после сортировки положительных капель

литература2

Биологические датчики бактерий+Микроконтроль потока:Выбрать высокоАктивностьцветГидроксилаза аммиачной кислотыРазблокировать5 - -ГидротриптофанЭффективное производство

5 - - Гидротриптофан(5-HTPЯвляется промежуточным продуктом метаболизма триптофана, а также предшественником нейротрансмиттера серотонина, который регулирует настроение, улучшает сон, контролирует аппетит и так далее. Биосинтез по сравнению с экстракцией растений или химическим синтезом5-HTPПреимущества низкой стоимости и высокой эффективности. Природный триптофан (ТПХПроблемы недостаточной активности и плохой стабильности в промышленных применениях ограничивают их массовое производство.Это исследование основано на разработкеВысокопроизводительная система одноклеточного сепарации капельКлетка DREMМикропроцессорная платформа (ДТСП), в сочетании с бактериальными биосенсорами, реализована правильнаяТПХЭффективный скрининг мутантов.

Профессор Цинь Хуэйминь из Тяньцзиньского университета создалДве бактерииОдин,Производственные бактерии (ЭПБ) Для выраженияТПХМутанты,Один.Обнаружение бактерий (ДБ) Для обнаруженияЛ-Триптофан (Л-Трп) Концентрация.Внутри капли одинЭПБКлетки, проводитсяЛ-Трпдо5-HTPПосле преобразования, после инъекции в капли, чтобы обнаружить бактерии, в соответствии с остаткамиЛ-ТрпРазделение флуоресцентных сигналовнВысокоактивные мутанты, обнаруживают их термостойкость и активность и проводят структурный анализ.

Микропроцессорная платформа сверхвысокого потока на основе капель (ДТСП)

использоватьМутация насыщения (ИСМ)заТПХНаправленная эволюция.，Получение критических мутаций с помощью многократного скрининга мутаций с фиксированной точкойТелоМ4-1(Д129Л/К132М/П103А/Т236К)，Повышение каталитической активности4.25Удвоение, повышение тепловой устойчивости3.2раз. Микроуправляемая система фильтрации капельМожно просеивать каждый час.36Тысячи мутантов,Эффективность скрининга намного выше, чем традиционные методы, и имеет значительные преимущества в процессе скрининга крупномасштабных библиотек мутаций.

На основе бактериальных биосенсоров.5-HPEСхема общего процесса разделения капель с высоким потоком микрожидкости(А)Пакет и культивирование библиотеки мутантовB) ДБКлеточные инъекции и капельная культура(С)Положительное разделение капель

Эти опубликованные практические примеры позволяют нам более интуитивно оценить масштабы технологии микроконтроля потока в области ферментативной инженерии.Потенциал и практическая ценность. Эти примеры могут не только предоставить ценный опыт и уроки для исследователей, но и дать идеи и ориентиры для применения технологии в большем количестве сценариев.

Я верю, что с микроконтролем потокаОборудованиеУглубленный анализ реальных случаев, мы еще больше разблокируем его неограниченные возможности в области ферментативной инженерии, продвигая исследования в области ферментативной инженерии на новую высоту, придавая мощный импульс развитию биотехнологической промышленности, чтобы больше инноваций, основанных на ферментативной инженерии, приносили пользу человеческому обществу. Давайте с нетерпением ждем дальнейших удивительных технологических прорывов и результатов применения в последующих тематических исследованиях.