Avantajele și dezavantajele sistemului de expresie a bacilului

Diverse sisteme de expresie au fost dezvoltate astăzi și sunt foarte bine stabilite comercial, în special pentru obținerea proteinelor recombinante. Sistemele de expresie utilizate includ culturi de mamifere și insecte, Escherichia coli și bacterii. Exprimarea 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 Bacil.

Bacillus subtilis este o bacterie gram-pozitivă care se găsește în mod obișnuit în sol și conține doar o singură membrană, făcându-l un cadru ideal pentru secreția de molecule organice. Bacillus subtilis este o gazdă atractivă pentru producerea 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 epidermic. Cu toate acestea, B. subtilis produce și secretă niveluri ridicate de proteaze extracelulare care degradează proteinele străine secretate. Bacilului îi lipsește, de asemenea, vectori inductibili bine reglementați, ceea ce limitează aplicarea largă a B. sistemul subtilis.

Bacillus anthracis este o bacterie 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 al efectelor negative ale Bacillus anthracis a fost utilizarea sa potențială în războiul biologic, așa cum s-a demonstrat în sistemul poștal al SUA în 2001. Gena care specifică capsula și factorii toxici responsabili de antrax sunt localizați pe două plasmide, pXO1 și pXO2 și transcrierea acestor gene este activată de regulatorul AtxA în timpul vegetativ multiplicare. Studiile asupra Bacillus anthracis s-au concentrat în primul rând pe expresia genelor asociate cu factorul de virulență cel mai stabilit, toxina antrax compusă din antigeni de protecție (PA). Antigenul protector al Bacillus anthracis este imunogenul protector major în vaccinul uman actual împotriva antraxului.

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 aprovizionare cu carbon. B. Sistemul de expresie megateriu oferă un instrument flexibil și ușor de manevrat pentru producția de proteine ​​stabilă și cu randament ridicat. Acest lucru se datorează mai multor motive; mai întâi, B. megateriul nu are proteaze alcaline, permițându-i să fie o bună clonare și expresie a proteinelor străine fără degradare. În al doilea rând, bacteria secretă cu ușurință proteinele în mediul de creștere și, în al treilea rând, nu se găsesc endotoxine în peretele celular. Produce diverse enzime, cum ar fi amilaza utilizată în industria pâinii și penicilina amidază utilizată pentru fabricarea antibioticelor.

Bacillus brevis a fost folosit cu succes pentru a produce proteine ​​heteroloage (proteine ​​care diferă în structură). Nu s-au făcut prea multe studii despre bacilul brevis, dar se știe că produce proteine ​​solubile, care sunt insolubile atunci când sunt produse de E. sistem coli. Este, de asemenea, o gazdă sigură, ușor de cultivat și sterilizat. Principalul dezavantaj care limitează utilizarea acesteia este producția redusă de proteine.