Conţinut
Astăzi au fost dezvoltate diverse sisteme de expresie și sunt foarte bine stabilite comercial, în special pentru obținerea de proteine recombinante. Sistemele de expresie utilizate includ culturi de mamifere și insecte, Escherichia coli și bacterii. Expresia în bacil este sistemul proeminent care este utilizat. Ferdinand Cohn a fost primul care a descris genul Bacillus în 1872 și include un număr mare de specii bacteriene gram-pozitive precum Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium și Bacillus.
Bacillus subtilis
Bacillus subtilis este o bacterie gram-pozitivă care se găsește frecvent în sol și conține o singură membrană, ceea ce o face un cadru ideal pentru secreția de molecule organice. Bacillus subtilis este o gazdă atractivă pentru producția de proteine, deoarece are capacitatea de a secreta enzime extracelulare direct în mediul de cultură. De asemenea, are o capacitate excretorie mare. Bacillus subtilis a fost utilizat pentru a îmbunătăți calitatea și cantitatea proteinelor străine secretate, cum ar fi interferonul, hormonul de creștere, pepsinogenul și factorul de creștere epidermică. Cu toate acestea, B. subtilis produce și secretă niveluri ridicate de proteaze extracelulare care degradează proteinele străine secretate. Bacilul nu are, de asemenea, vectori inductibili bine reglați, ceea ce limitează aplicarea pe scară largă a sistemului B. subtilis.
Bacillus anthracis
Bacillus anthracis este o spor gram-pozitivă care formează bacterii care locuiesc în sol. La intrarea într-o gazdă umană, poate prolifera rapid și poate provoca antrax, o boală care implică tovemie și septicemie. Un exemplu de efecte negative ale lui Bacillus anthracis a fost utilizarea potențială a acesteia în războiul biologic, așa cum s-a demonstrat în sistemul poștal din SUA în 2001. Gena care specifică capsula și factorii toxici responsabili de antrax sunt localizate pe două plasmide, pXO1 și pXO2 și transcrierea acestor gene. este activat de regulatorul AtxA în timpul înmulțirii vegetative. Studiile asupra Bacillus anthracis s-au concentrat în principal pe expresia genelor asociate cu cel mai stabilit factor de virulență, toxina antrax compusă din antigene protectoare (PA). Antigenul protector al Bacillus anthracis este imunogenul principal de protecție din vaccinul uman actual împotriva antraxului.
Bacillus Megaterium
Bacillus megaterium este unul dintre cei mai mari bacili găsiți în sol. Se găsește în multe nișe ecologice, deoarece crește într-o mare varietate de aprovizionări cu carbon. Sistemul de expresie B. megaterium oferă un instrument flexibil și ușor de manevrat pentru producția de proteine stabilă și cu randament ridicat. Aceasta se datorează mai multor motive; în primul rând, B. megaterium nu posedă proteaze alcaline care îi permit să fie o bună clonare și exprimare a proteinelor străine fără degradare. În al doilea rând, bacteria secretă ușor proteinele în mediul de creștere și, în al treilea rând, nu se găsesc endotoxine în peretele celular. Produce enzime diverse, cum ar fi amilaza folosită în industriile pâinii și penicilina amidaza folosită la fabricarea antibioticelor.
Bacillus Brevis
Bacillus brevis a fost utilizat cu succes pentru a produce proteine heterologe (proteine care diferă în structură). Nu s-a făcut prea mult studiu despre bacilul brevis, dar se știe că produce proteine solubile, care sunt insolubile atunci când sunt produse de sistemul E. coli. Este, de asemenea, o gazdă sigură, ușor de cultivat și sterilizat. Principalul dezavantaj care limitează utilizarea acesteia este randamentul redus de proteine.