Περιεχόμενο
Διάφορα συστήματα έκφρασης έχουν αναπτυχθεί σήμερα και είναι πολύ καλά εγκατεστημένα στο εμπόριο, ειδικά για την λήψη ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών. Τα χρησιμοποιούμενα συστήματα έκφρασης περιλαμβάνουν καλλιέργειες θηλαστικών και εντόμων, Escherichia coli και βακτήρια. Η έκφραση στο βακίλο είναι το προεξέχον σύστημα που χρησιμοποιείται. Ο Ferdinand Cohn ήταν ο πρώτος που περιγράφει το γένος Bacillus το 1872 και περιλαμβάνει ένα μεγάλο αριθμό θετικών κατά Gram βακτηριδιακών ειδών όπως Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium και Bacillus.
Bacillus Subtilis
Το Bacillus subtilis είναι ένα θετικό κατά Gram βακτήριο που βρίσκεται συνήθως στο έδαφος και περιέχει μόνο μία μεμβράνη που το καθιστά ιδανικό πλαίσιο για την έκκριση οργανικών μορίων. Το Bacillus subtilis είναι ένας ελκυστικός ξενιστής για την παραγωγή πρωτεΐνης επειδή έχει την ικανότητα να εκκρίνει εξωκυτταρικά ένζυμα απευθείας στο μέσο καλλιέργειας. Έχει επίσης μεγάλη ικανότητα αποβολής. Το Bacillus subtilis έχει χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της ποιότητας και της ποσότητας των εκκρινόμενων ξένων πρωτεϊνών όπως η ιντερφερόνη, η αυξητική ορμόνη, η πεψινώδης και ο επιδερμικός αυξητικός παράγοντας. Ωστόσο, το Β. Subtilis παράγει και εκκρίνει υψηλά επίπεδα εξωκυτταρικών πρωτεασών που αποικοδομούν τις εκκρινόμενες ξένες πρωτεΐνες. Ο βακίλος στερείται επίσης καλά ρυθμισμένων επαγώγιμων φορέων που περιορίζει την ευρεία εφαρμογή του συστήματος Β. Subtilis.
Bacillus Anthracis
Το Bacillus anthracis είναι ένα βακτήριο που σχηματίζει σποριογόνα σποριογόνα και ζει στο έδαφος. Κατά την είσοδο σε έναν ανθρώπινο ξενιστή, μπορεί γρήγορα να πολλαπλασιαστεί και να προκαλέσει τον άνθρακα, μια ασθένεια που περιλαμβάνει tovemia και σηψαιμία. Ένα παράδειγμα των αρνητικών αποτελεσμάτων του Bacillus anthracis ήταν η πιθανή χρήση του σε βιολογικό πόλεμο, όπως αποδείχθηκε στο ταχυδρομικό σύστημα των ΗΠΑ το 2001. Η κάψουλα που καθορίζει το γονίδιο και οι τοξικοί παράγοντες που ευθύνονται για τον άνθρακα εντοπίζονται σε δύο πλασμίδια, pXO1 και pXO2 και η μεταγραφή αυτών των γονιδίων ενεργοποιείται από τον ρυθμιστή AtxA κατά τη διάρκεια του πολλαπλασιασμού. Οι μελέτες του Bacillus anthracis έχουν επικεντρωθεί κυρίως στην έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με τον πλέον καθιερωμένο παράγοντα λοιμογόνου δράσης, την τοξίνη του άνθρακα που αποτελείται από προστατευτικά αντιγόνα (ΡΑ). Το προστατευτικό αντιγόνο του Bacillus anthracis είναι το κύριο προστατευτικό ανοσογόνο στο τρέχον ανθρώπινο εμβόλιο εναντίον του άνθρακα.
Bacillus Megaterium
Ο Bacillus megaterium είναι ένας από τους μεγαλύτερους βακίλους που βρέθηκαν στο έδαφος. Βρίσκεται σε πολλές οικολογικές θέσεις, καθώς αναπτύσσεται σε μεγάλη ποικιλία προμηθειών άνθρακα. Το σύστημα έκφρασης B. megaterium παρέχει ένα εύκαμπτο και εύκολο στη χρήση εργαλείο για σταθερή και υψηλής απόδοσης παραγωγή πρωτεϊνών. Αυτό οφείλεται σε διάφορους λόγους. πρώτον, το Β. megaterium δεν διαθέτει αλκαλικές πρωτεάσες που του επιτρέπουν να είναι καλή κλωνοποίηση και έκφραση ξένων πρωτεϊνών χωρίς αποικοδόμηση. Δεύτερον, το βακτήριο εκκρίνει εύκολα τις πρωτεΐνες στο μέσο ανάπτυξης και, τρίτον, δεν υπάρχουν ενδοτοξίνες στο κυτταρικό τοίχωμα. Παράγει ποικίλα ένζυμα, όπως η αμυλάση που χρησιμοποιείται στις βιομηχανίες ψωμιού και η αμιδάση πενικιλλίνης που χρησιμοποιείται για την παρασκευή αντιβιοτικών.
Bacillus Brevis
Το Bacillus brevis έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την παραγωγή ετερόλογων πρωτεϊνών (πρωτεϊνών που διαφέρουν στη δομή). Δεν έχει γίνει μεγάλη μελέτη σχετικά με το bacillus brevis αλλά είναι γνωστό ότι παράγει διαλυτές πρωτεΐνες, οι οποίες είναι αδιάλυτες όταν παράγονται από το σύστημα E.coli. Είναι επίσης ένας ασφαλής οικοδεσπότης που είναι εύκολο να καλλιεργηθεί και να αποστειρωθεί. Το κύριο μειονέκτημα που περιορίζει τη χρήση του είναι οι χαμηλές αποδόσεις πρωτεΐνης.