无差错合成率达99%，Arzeda突破新型蛋白质制造效率

蛋白质是生命的基础，是生命功能的主要执行者，其结构与功能由氨基酸序列所决定。目前，能够形成稳定三维结构的蛋白质，几乎全部是天然蛋白质，其氨基酸序列是长期自然进化形成。

然而，面对不断变化的现代化工业和医疗等应用领域的多样化需求，天然蛋白质结构功能无法满足。因此，对蛋白质结构与序列进行从头设计，以获取更有效的、拥有特定功能的、能够满足不同需求的创新蛋白质显得尤为重要。

传统的蛋白质结构解析及蛋白质设计等复杂工程存在仪器造价高、耗时长、实验流程复杂等困难。基于AI技术的生物计算，可以通过海量的生物数据信息分析，进行模型设计和优化，以实现高通量且准确地获取蛋白质结构，从而大幅加速蛋白质工程设计。

位于西雅图的Arzeda是蛋白质设计领域的代表性企业。Arzeda的机器学习系统和研发团队擅长于应用理论理解蛋白质折叠的形状以及其将如何决定蛋白质的功能，从而使它们更好地发挥作用。

利用生成式AI技术，Arzeda能够实现对酶的特征、蛋白质能量以及代谢途径的高通量预测，并通过其专有的合成生物学平台，开发出定制的蛋白质和酶蛋白所需的复杂遗传指令。这一将蛋白设计与高通量筛选的结合是对传统蛋白工程技术的根本性改变，基于强大的计算能力，Arzeda能够创造出具备工业化生产能力的细胞工厂。

Arzeda 是一家总部位于美国西雅图的私营合成生物学公司，专注于创造和制造新型的设计师蛋白质和酶，并开发了一系列用于聚合物、制药、工业化学品和其他先进应用的酶和特种化学品，使客户能够获得在性能、成本和可持续性方面具有竞争力的产品。

Arzeda成立于2008年，由诺贝尔奖候选人David Baker博士实验室的三名学生创立，旨在使用高通量的实验室筛选和先进的算法，以替代或补充现有的化学品和材料等的基于化学的生产方法。

蛋白质是在生物体内执行绝大多数功能的分子机器。合理设计蛋白质的功能是工程生物学的基础。然而，合成新蛋白质的化学过程是非常困难的，且尚不是百分之百能够合成蛋白质。

Arzeda的策略是通过其专有的智能蛋白质设计技术™，通过从与目标生产宿主兼容的支架中选择蛋白质和酶，此外还使用其专有的用于DNA 书写的统计学习软件 Scribe™ ，设计蛋白质的稳定性和酶的选择性以限制副产品的生产和高表达，从而更高效、低风险地创造全新的设计师蛋白质和酶。

基于新蛋白质设计、新生物化学物质制造以及蛋白质与通路规模化设计的能力的交叉结合，Arzeda能够将无差错合成的效率提高到98%-99%，使得新型蛋白质制造变得更为快速、更为有效。

2024年7月25日，Arzeda完成了B轮融资，筹集了3800万美元，自成立以来共筹集了约9100万美元的融资资金，投资者包括Bunge Ventures、Circulate Capital、Conti Ventures、Lewis & Clark AgriFood和Sagana等17个投资者。

此外，Arzeda 还与W. L. Gore & Associates 等全球领先的先进材料科学公司签订了联合开发协议，以进一步利用设计师蛋白质的力量，推动材料科学领域的创新，并提高可持续性与性能效益。

Arzeda的蛋白质设计技术主要被应用于农业作物的保护与产量、功能性甜味剂和成分的生产、先进化学品和材料的生产以及非免疫原性治疗酶和用于诊断的酶的开发，应用场景逐步拓展逐步多元化，涵盖农业、化工、制药、诊断和食品等领域。

在农业领域，Arzeda将其灵活的蛋白质构建技术应用于可持续和高效的作物健康、作物产量和作物保护等农业应用场景，提高了杀虫肽、生物化学品、工程作物及其微生物组等的附加价值。

在功能化甜味剂和成分方面，Arzeda利用其酶的开发和改进，进行稀有糖、天然甜味剂和其他改善健康的低聚糖的生产，有效降低了制造成本，并提高了生物催化和发酵过程中的操作自由度。

同时，在先进化学品和材料方面，通过途径设计技术和酶设计技术的相结合，Arzeda开发具有成本效益、可扩展性的技术工艺，以生产自然多样性或合成化学无法获得的新性能分子。实现性能改进的、可持续的单体和添加剂的工业生产，开发化学品和新材料的市场空间。

不仅如此，在生物制药和诊断领域，Arzeda 的蛋白质设计技术具有巨大潜力，可以用于创新开发非免疫原性治疗酶和用于人类诊断应用酶。

基于广泛的应用场景潜力和新型蛋白质制造优势，Arzeda采取了独特的商业化路径。自成立以来，公司以蛋白质设计技术的CRO合作研发模式为主，已与制药、美容、能源、清洁等领域的知名企业建立起合作伙伴关系。

2016年，Arzeda 和 Zymergen 宣布合作，利用 Arzeda 的通路和酶设计技术以及 Zymergen 的菌株构建能力开发菌株和技术工艺，以制造新型、高效的分子和材料。

2020年，Amyris 和 Arzeda 签订联合开发合作协议，利用两家公司技术平台的互补性来加速高蛋白质产品的开发和商业化。该开发合作协议的目标是让 Arzeda 为 Amyris 设计和开发具有独特功能的新型酶，Amyris 将新型酶纳入其发酵过程，以促进目标高价值成分的生产。在该项目中，Arzeda除基于里程碑成果获取资金款项外，其还将根据早期成果以及产品商业化的价值份额获得额外的资金收入。

除了在制药领域的合作之外，Arzeda在能源领域以及清洁领域也有着行业瞩目的大型合作，包括与英国石油公司、联合利华达成战略合作等。

利用AI技术与蛋白质从头设计相结合，Arzeda突破了天然蛋白质无法满足工业或医疗等领域日益多样化的需求，赋予了行业更多创新的可能性。而通过CRO模式，Arzeda将技术平台的潜力开发到最广范畴，助力了多个领域在蛋白质层面的创新与制造。

目前在AI+蛋白质设计与合成领域，除了Arzeda外，国外Pregenen、Cyrus、Virvio，国内包括百葵锐、分子之心、力文所等企业也在持续发力。

AI技术辅助合成生物学蛋白质设计作为一项具备创新可持续性的技术，在原料化工、生物制药等领域显现出极大的商业化空间，同时也逐步向农业领域和食品领域延展，蕴藏着极大的发展潜力，我们也将长期关注该领域的商业化动向。