Fordele og ulemper ved Bacillus Expression System

Forskellige ekspressionssystemer er blevet udviklet i dag, og de er meget veletablerede kommercielt, især til opnåelse af rekombinante proteiner. De anvendte ekspressionssystemer inkluderer pattedyrs- og insektkulturer, Escherichia coli og bakterier. Ekspression i bacillus er det fremtrædende system, der bruges. Ferdinand Cohn var den første til at beskrive slægten Bacillus i 1872, og de inkluderer et stort antal grampositive bakteriearter som Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium og Bacillus.

Bacillus subtilis er en gram-positiv bakterie, der almindeligvis findes i jord, og den indeholder kun en enkelt membran, hvilket gør den til en ideel ramme for udskillelse af organiske molekyler. Bacillus subtilis er en attraktiv vært til produktion af protein, fordi den har evnen til at udskille ekstracellulære enzymer direkte i dyrkningsmediet. Det har også en stor udskillelseskapacitet. Bacillus subtilis er blevet brugt til at forbedre kvaliteten og kvantiteten af ​​de secernerede fremmede proteiner, såsom interferon, væksthormon, pepsinogen og epidermal vækstfaktor. B. subtilis producerer og udskiller høje niveauer af ekstracellulære proteaser, der nedbryder de secernerede fremmede proteiner. Bacillusen mangler også velregulerede inducerbare vektorer, som begrænser den brede anvendelse af B. subtilis-system.

Bacillus anthracis er en gram-positiv spordannende bakterie, der bor i jorden. Ved indrejse i en menneskelig vært kan den hurtigt sprede sig og forårsage miltbrand, en sygdom, der involverer tovæmi og septikæmi. Et eksempel på Bacillus anthracis 'negative virkninger var dens potentielle anvendelse i biologisk krigsførelse som demonstreret i det amerikanske postsystem i 2001. Genet, der specificerer kapslen, og de toksiske faktorer, der er ansvarlige for miltbrand, er placeret på to plasmider, pXO1 og pXO2, og transskriptionen af ​​disse gener aktiveres af regulatoren AtxA under vegetativ multiplikation. Undersøgelser af Bacillus anthracis har primært centreret sig om ekspressionen af ​​gener associeret med mest etablerede virulensfaktor, miltbrandstoksin sammensat af beskyttende antigener (PA). Det beskyttende antigen af ​​Bacillus anthracis er det største beskyttende immunogen i den nuværende humane vaccine mod miltbrand.

Bacillus megaterium er en af ​​de største baciller, der findes i jorden. Det findes i mange økologiske nicher, fordi det vokser i en lang række kulstofforsyninger. B. megaterium ekspressionssystem giver et fleksibelt og let at håndtere værktøj til stabil og højtydende proteinproduktion. Dette skyldes flere grunde; først, B. megaterium har ikke alkaliske proteaser, der gør det muligt at være en god kloning og ekspression af fremmede proteiner uden nedbrydning. For det andet udskiller bakterien let proteiner i vækstmediet, og for det tredje findes der ingen endotoksiner i cellevæggen. Det producerer forskellige enzymer, såsom amylase, der anvendes i brødindustrier og penicillinamidase, der anvendes til fremstilling af antibiotika.

Bacillus brevis er med succes brugt til at producere heterologe proteiner (proteiner, der adskiller sig i struktur). Der er ikke udført meget undersøgelse af bacillus brevis, men det er kendt at producere opløselige proteiner, som er uopløselige, når de produceres af E. coli-system. Det er også en sikker vært, der er let at dyrke og sterilisere. Den største ulempe, der begrænser dets anvendelse, er de lave proteinudbytter.