Keuntungan & Kerugian dari Sistem Ekspresi Bacillus

Berbagai sistem ekspresi telah dikembangkan saat ini dan sangat mapan secara komersial, terutama untuk memperoleh protein rekombinan. Sistem ekspresi yang digunakan meliputi kultur mamalia dan serangga, Escherichia coli dan bakteri. Ekspresi dalam basil adalah sistem utama yang digunakan. Ferdinand Cohn adalah orang pertama yang menggambarkan genus Bacillus pada tahun 1872 dan mereka mencakup sejumlah besar spesies bakteri gram positif seperti Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium dan Basil.

Bacillus subtilis adalah bakteri gram positif yang biasa ditemukan di tanah dan hanya mengandung satu membran sehingga menjadi kerangka ideal untuk sekresi molekul organik. Bacillus subtilis merupakan inang yang menarik untuk produksi protein karena memiliki kemampuan mensekresi enzim ekstraseluler langsung ke dalam media kultur. Ini juga memiliki kapasitas ekskresi yang besar. Bacillus subtilis telah digunakan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas protein asing yang disekresikan seperti interferon, hormon pertumbuhan, pepsinogen dan faktor pertumbuhan epidermal. Namun, B subtilis memproduksi dan mengeluarkan protease ekstraseluler tingkat tinggi yang mendegradasi protein asing yang disekresikan. Basil juga tidak memiliki vektor yang dapat diinduksi dengan baik yang membatasi aplikasi B. sistem subtilis.

Bacillus anthracis adalah bakteri pembentuk spora gram positif yang berdiam di dalam tanah. Setelah masuk ke dalam tubuh manusia, ia dapat berkembang biak dengan cepat dan menyebabkan antraks, penyakit yang melibatkan tovemia dan septikemia. Contoh efek negatif Bacillus anthracis adalah potensi penggunaannya dalam perang biologis seperti yang ditunjukkan dalam sistem pos AS pada tahun 2001. Kapsul yang menentukan gen dan faktor toksik yang bertanggung jawab untuk antraks terletak pada dua plasmid, pXO1 dan pXO2 dan transkripsi gen ini diaktifkan oleh regulator AtxA selama vegetatifget perkalian. Studi Bacillus anthracis telah berpusat terutama pada ekspresi gen yang terkait dengan faktor virulensi yang paling mapan, toksin antraks yang terdiri dari antigen pelindung (PA). Antigen pelindung Bacillus anthracis adalah imunogen pelindung utama dalam vaksin manusia saat ini terhadap antraks.

Bacillus megaterium adalah salah satu basil terbesar yang ditemukan di tanah. Ini ditemukan di banyak relung ekologi karena tumbuh di berbagai pasokan karbon. B sistem ekspresi megaterium menyediakan alat yang fleksibel dan mudah ditangani untuk produksi protein yang stabil dan hasil tinggi. Hal ini karena beberapa alasan; pertama, B megaterium tidak memiliki protease basa yang memungkinkannya untuk menjadi kloning yang baik dan ekspresi protein asing tanpa degradasi. Kedua, bakteri dengan mudah mengeluarkan protein ke dalam media pertumbuhan dan ketiga, tidak ada endotoksin yang ditemukan di dinding sel. Ini menghasilkan beragam enzim, seperti amilase yang digunakan dalam industri roti dan penisilin amidase yang digunakan untuk membuat antibiotik.

Bacillus brevis telah berhasil digunakan untuk memproduksi protein heterolog (protein yang berbeda strukturnya). Tidak banyak penelitian yang dilakukan tentang bacillus brevis tetapi diketahui menghasilkan protein larut, yang tidak larut ketika diproduksi oleh E. sistem koli. Ini juga merupakan inang yang aman yang mudah dibiakkan dan disterilkan. Kerugian utama yang membatasi penggunaannya adalah rendahnya hasil protein.