Výhody a nevýhody systému pre expresiu bacila

Dnes boli vyvinuté rôzne expresné systémy, ktoré sú komerčne veľmi dobre zavedené, najmä na získanie rekombinantných proteínov. Použité expresné systémy zahŕňajú cicavčie a hmyzie kultúry, Escherichia coli a baktérie. Výraz v bacile je prominentný systém, ktorý sa používa. Ferdinand Cohn ako prvý opísal rod Bacillus v roku 1872 a zahŕňa ich veľké množstvo grampozitívne bakteriálne druhy ako Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium a Bacil.

Bacillus subtilis je grampozitívna baktéria bežne sa vyskytujúca v pôde, ktorá obsahuje iba jednu membránu, čo z nej robí ideálny rámec pre vylučovanie organických molekúl. Bacillus subtilis je atraktívnym hostiteľom na produkciu proteínu, pretože je schopný vylučovať extracelulárne enzýmy priamo do kultivačného média. Má tiež veľkú vylučovaciu kapacitu. Bacillus subtilis sa používa na zlepšenie kvality a množstva vylučovaných cudzích proteínov, ako sú interferón, rastový hormón, pepsinogén a epidermálny rastový faktor. Avšak B. subtilis produkuje a vylučuje vysoké hladiny extracelulárnych proteáz, ktoré degradujú vylučované cudzie proteíny. V bacile tiež chýbajú dobre regulované indukovateľné vektory, čo obmedzuje široké použitie B. systém subtilis.

Bacillus anthracis je grampozitívna spor tvoriaca baktérie, ktorá prebýva v pôde. Po vstupe do ľudského hostiteľa sa môže rýchlo množiť a spôsobiť antrax, ochorenie zahŕňajúce tovémiu a septikémiu. Príkladom negatívnych účinkov Bacillus anthracis bolo jeho potenciálne využitie v biologickej vojne, ako to preukázal americký poštový systém v roku 2001. Gén špecifikujúci kapsulu a toxické faktory zodpovedné za antrax sú umiestnené na dvoch plazmidoch, pX01 a pXO2 a transkripcia týchto génov je aktivovaná regulátorom AtxA počas vegetatívneho obdobia násobenie. Štúdie Bacillus anthracis sa sústredili predovšetkým na expresiu génov spojených s najbežnejším faktorom virulencie, antraxovým toxínom zloženým z ochranných antigénov (PA). Ochranný antigén Bacillus anthracis je hlavným ochranným imunogénom v súčasnej ľudskej vakcíne proti antraxu.

Bacillus megaterium je jeden z najväčších bacilov nájdených v pôde. Nachádza sa v mnohých ekologických výklenkoch, pretože rastie v najrôznejších zásobách uhlíka. B. megatóriový expresný systém poskytuje flexibilný a ľahko ovládateľný nástroj na stabilnú a vysoko výnosnú produkciu proteínov. Je to z niekoľkých dôvodov; prvý, B. megatérium neobsahuje alkalické proteázy, čo umožňuje jeho dobré klonovanie a expresiu cudzích proteínov bez degradácie. Po druhé, baktéria ľahko vylučuje proteíny do rastového média a po tretie, v bunkovej stene sa nenachádzajú žiadne endotoxíny. Produkuje rôzne enzýmy, ako je amyláza používaná v chlebovom priemysle a penicilín amidáza používaná na výrobu antibiotík.

Bacillus brevis sa úspešne používa na výrobu heterológnych proteínov (proteíny, ktoré sa líšia svojou štruktúrou). O druhu Bacillus brevis sa toho veľa neudialo, ale je známe, že produkuje rozpustné proteíny, ktoré sú nerozpustné pri produkcii E. coli systém. Je to tiež bezpečný hostiteľ, ktorý sa ľahko kultivuje a sterilizuje. Hlavnou nevýhodou, ktorá obmedzuje jeho použitie, sú nízke výťažky bielkovín.