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如果将定向进化视为第一代酶工程，将理性蛋白质设计视为第二代，那么这家合成生物学上市公司正在推出第三代酶工程技术：人工进化。 近日，合成生物学上市公司 eXoZymes（纳斯达克股票代码：EXOZ）宣布推出一款新产品——BioClick，该项目致力于增强酶工程中的基团转移反应，特别是异戊烯化反应，以改进药物开发和生物制造工艺。项目部分资金来自于美国国立卫生研究院（NIH）提供的 30 万美元。 这是 eXoZymes 在成立 6 年无营收后，所执行的战略之一。 eXoZymes 由 James Bowie 共同创办，他退休前是加州大学洛杉矶分校化学与生物化学教授，目前是该校荣誉教授。他在博士后研究期间与 David Eisenberg 共同发明了“折叠识别”领域，后续开创了膜蛋白折叠研究，以及开创了工业化学品生产的“合成生物化学”（synthetic biochemistry）领域。 eXoZymes 的底层技术可以追溯到 James Bowie 教授长达十年的研究工作，该公司的核心技术平台就诞生于该实验室。 2014 年，该团队测试了完整的甲羟戊酸途径是否可以在体外重建并用于生产商业化学品异戊二烯。他们构建了一个体外合成生化途径，并验证了将异戊二烯途径插入先前开发的糖酵解模块中，有可能在体外以葡萄糖为底物产生异戊二烯和其他乙酰辅酶 A 衍生的类异戊二烯；同年，设计了可维持氧化还原平衡的合成生化分子净化阀（molecular purge valve）模块，这为开发连续运行、可持续的合成生物化学系统迈出了重要一步。 2017 年，James Bowie 团队设计了一个可将葡萄糖转化为单萜化合物的无细胞合成生物化学平台，这是一个包含 27 种酶的系统，可连续运行至少 5 天，合成柠檬烯在内的单萜的滴度达到了 15 g/L。这些结果凸显了合成生物化学方法生产生物基化学品的潜力。 2 年后，该团队开发了一种灵活的无细胞酶促异戊二烯化系统，能够以葡萄糖为底物生成异戊二烯天然产物；随后，该团队还设计了一种用于大麻素生产的新型无细胞系统，据介绍这比基于酵母生产的化合物高出近两个数量级；后续，该团队还描述了一种将负碳乙醇转化为合成化学物质 1,3 丁二醇（1,3-BDO）的一种简单的合成生物化学方法。 其中，大麻素项目从设计到测试并证明该系统有效用时不到三个月。2019 年，James Bowie 和他人共同创办公司，利用这些酶系统开发化学品制造，从而提供环保的化学品生产工艺。 为了设计高效的胞外酶，eXoZymes 结合了定向进化及 AI 工具 Rosetta 和 DeepMind 等，并基于此开发了 SimplePath 平台。胞外酶是通过人工智能和生物工程增强的先进酶，可在活细胞外的生物反应器中生长繁殖。胞外酶可以用可持续且可扩展的生物解决方案取代有毒的石化工艺和低效的生化提取，将生物质转化为必需的化学品、药物和生物燃料。
SimplePath 由一系列基于胞外酶的生物制造系统组成，这些系统利用自然过程进行复杂的化学转化，旨在将起始材料转化为所需的最终产品。每个 SimplePath 系统都有一个或多个“模块”，这些模块由一种或多种酶组成，这些酶共同作用以进行定义的生物催化转化。一个模块可以独立运行，也可以将多个模块耦合并设计为按定义的顺序协同工作，这称为“级联”或“酶级联”。 BioClick 受 2022 年诺贝尔化学奖“点击化学”概念启发。BioClick 的核心是基团转移反应，这是一类允许酶精确地将小分子化学基团从一种化合物移动到另一种化合物的生化反应，BioClick 现在正在使用定制酶实现新型基团转移。尤其是异戊烯化反应，该反应将小的脂肪分子基团添加到化合物中，以改善药物的功能。从而创造此前无法获得的小分子来加速新药开发并改进现有药物。 BioClick 工具还引入了新的高通量筛选功能，使研究人员能够同时测试数千种酶变异。利用质谱和最先进的数据分析算法等先进工具，eXoZymes 可以快速确定哪种酶变体对给定的基团转移反应表现最佳。这种人工进化的过程大大减少了开发产生新的或更好的药物的胞外酶途径所需的时间和成本。 “我们全新的 BioClick 工具套件将人工智能融入胞外酶平台，结合先进的酶工程技术和高通量筛选技术，大幅提升数据采集速度，现在我们能够支持新型小分子的自动化设计，从而研发出更优效的药物 ”，eXoZymes 联合创始人兼研究副总裁 Tyler Korman 博士说道，“换句话说，我们不仅在微调酶和胞外酶的通路以进行药物开发，还在探索此前无法触及的大量小分子新领域。我们相信，这不仅有可能催生新药，更是一个利用现有药物并进行改进的宝贵机会。” 参考链接： 1.https://www./news-release/2025/04/10/3059738/0/en/BioClick-an-enzyme-engineering-game-changer-launched-by-eXoZymes-and-supported-by-a-300K-NIH-grant.html 免责声明：本文旨在传递合成生物学最新讯息，不代表平台立场，不构成任何投资意见和建议，以官方/公司公告为准。本文也不是治疗方案推荐，如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。 |
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