KI-gestütztes Enzym-Mining und funktionelle Annotation

Was wir tun

Eingesetzte KI-Technologien

Deliverables

Jedes Projekt umfasst ein vollständiges Datenpaket für nachgelagerte Entscheidungsprozesse:

• Enzym-Kandidatenliste: Priorisierte Sequenzen mit Accession-IDs, Quellorganismen und Neuartigkeits-Scores
• Annotationsbericht: Detaillierte Funktionsvorhersagen einschließlich prognostizierter EC-Nummern, Substratspektrum und Kofaktoranforderungen
• Funktionsvorhersage: Aktivitätswahrscheinlichkeits-Scores, Konfidenzintervalle und vergleichende Analyse gegenüber charakterisierten Verwandten
• Sequenz-Ranking: Multi-Parameter-Scoring-Matrix, die prognostizierte Funktion, strukturelle Konfidenz, Expressionseignung und Patentlandschaft-/FTO-Bewertung kombiniert

Workflow

1. Datenbankabfrage: Zielgerichtete Suche in UniProt, GenBank, JGI IMG/M sowie in kundenseitig bereitgestellten Sequenzsammlungen.

2. Sequenzabruf: Extraktion vollständiger kodierender Sequenzen mit automatisierter Qualitätsfilterung und Redundanzreduktion.

3. KI-Analyse: Embedding-basierte Clusterbildung, Motiv-Scanning, evolutionsbiologisches Profiling und funktionelle Klassifizierung.

4. Expertenkurierung: Manuelle Prüfung grenzwertiger Vorhersagen und Abgleich widersprüchlicher algorithmischer Ergebnisse.

5. Bericht & Ranking: Zusammenstellung annotierter Kandidatenlisten mit Konfidenzstufen und empfohlenen Validierungsprioritäten.

Anwendungsbereiche

Zentrale Vorteile

• End-to-End-Integration: Unsere Pipeline verknüpft computergestütztes Mining nahtlos mit Partnern für die experimentelle Validierung, reduziert Übergabereibungen und beschleunigt Projektzeitpläne um mehrere Wochen.
• Anpassbare Workflows: Jedes Projekt wird auf die Zielsetzungen des Auftraggebers zugeschnitten – von eng fokussierten, zielgerichteten Suchen bis hin zu breit angelegten Family-wide-Explorationen – mit justierbaren Stringenzkriterien und Berichtsformaten.
• Proprietäre Datenbanken: Zugriff auf kuratierte interne Sequenzsammlungen und Annotationsdatenbanken, die in öffentlichen Repositorien nicht verfügbar sind, und damit ein Wettbewerbsvorteil bei der Identifizierung tatsächlich neuartiger Kandidaten.
• Fachliche Unterstützung: Dedizierte Projektscientists bieten fortlaufende Beratung – von der initialen Scope-Definition bis zur Ergebnisinterpretation – und stellen sicher, dass jedes Deliverable mit den Anforderungen der nachgelagerten Anwendung übereinstimmt.

Unterstützung bei der Wet-Lab-Validierung

Vorhergesagte Enzymkandidaten können im Rahmen unserer Services zur Enzymexpression, -reinigung, biochemischen Charakterisierung und zum funktionellen Screening weiter validiert werden. Darüber hinaus unterstützen wir den Aufbau metagenomischer Bibliotheken sowie experimentelle Workflows zur Enzymentdeckung für neu identifizierte Enzymfamilien.

• Enzymexpression und -produktion
• Enzymreinigung
• Enzymentdeckung

FAQs

• F: Welche Eingaben muss ich bereitstellen?

  A: Eine Ziel-Enzymfamilie, EC-Nummer, Funktionsbeschreibung oder Referenzsequenz ist ausreichend. Zusätzliche Randbedingungen wie gewünschtes Substrat, Betriebs-pH oder Thermostabilitätsziele präzisieren die Suche. Sequenz-Seeds oder Struktur-Templates beschleunigen die Suche, sind jedoch nicht erforderlich.

• F: Welche Datenbanken werden durchsucht?

  A: Öffentliche Repositorien einschließlich UniProt, NCBI GenBank, JGI IMG/M und MGnify. Kundenspezifische Datenbanken, proprietäre Sequenzsammlungen und interne Datensätze des Auftraggebers können unter strenger Vertraulichkeitsvereinbarung integriert werden.

• F: Wie viele Kandidaten werden typischerweise geliefert?

  A: 20–50 priorisierte Kandidaten für fokussierte Projekte; skalierbar auf 200+ Sequenzen für Hochdurchsatz-Screening-Programme oder Family-wide-Surveys.

• F: Wie lange ist die typische Bearbeitungszeit?

  A: 3–5 Wochen für Standardprojekte. Beschleunigte 2‑Wochen-Zeitpläne sind für priorisierte Targets verfügbar. Großskalige Family-wide-Mining-Projekte können sich auf 6–8 Wochen verlängern.

• F: Wie zuverlässig sind die Funktionsvorhersagen?

  A: Vorhersagen werden mit kalibrierten Konfidenz-Scores berichtet. Zuordnungen mit hoher Konfidenz (>85 % Wahrscheinlichkeit) eignen sich für eine direkte experimentelle Priorisierung. Vorhersagen mit mittlerer und niedriger Konfidenz werden gekennzeichnet und mit alternativen Hypothesen zur experimentellen Disambiguierung ergänzt.

• F: Können die Ergebnisse direkt in das Protein-Engineering überführt werden?

  A: Ja. Die Deliverables sind so formatiert, dass eine nahtlose Übergabe an Services zur gerichteten Evolution, zum rationalen Design oder zur Expressionsoptimierung innerhalb des integrierten Workflows von Creative Enzymes möglich ist.

• F: Bearbeiten Sie metagenomische Assemblies oder nur Isolatgenome?

  A: Beides. Wir verarbeiten assemblierte metagenomische Contigs, Single-Amplified Genomes (SAGs), Metagenome-Assembled Genomes (MAGs) sowie vollständige Isolatgenome mit gleicher Kompetenz.

• F: Welche Deliverable-Formate werden unterstützt?

  A: Standard-Outputs umfassen Excel-Tabellen, PDF-Reports und FASTA-Sequenzdateien mit vollständig annotierten Headern. Kundenspezifische Formate wie JSON, XML oder eine direkte API-Integration in kundenseitige LIMS-Plattformen sind auf Anfrage verfügbar.

• F: Gibt es Support nach Projektabschluss?

  A: Ja. Wir bieten eine Beratungssession nach Lieferung, um die Ergebnisse durchzugehen und Fragen zu beantworten. Erweiterte Support-Pakete, einschließlich Re-Analyse mit aktualisierten Parametern oder Unterstützung beim Design der experimentellen Validierung, können als Zusatzleistungen vereinbart werden.