Переваги та недоліки експресійної системи Bacillus

Сьогодні розроблені різні експресійні системи, і вони дуже добре створені в комерційних цілях, особливо для отримання рекомбінантних білків. Використовувані експресійні системи включають культури ссавців та комах, кишкову паличку та бактерії. Вираз у паличці - це відома система, яка використовується. Фердинанд Кон був першим, хто описав рід Bacillus в 1872 році, і вони включають велику кількість грампозитивні види бактерій, такі як Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium та Паличка.

Bacillus subtilis - це грампозитивна бактерія, яка зазвичай зустрічається в грунті, і вона містить лише одну мембрану, що робить її ідеальною основою для секреції органічних молекул. Bacillus subtilis є привабливим господарем для виробництва білка, оскільки він має здатність секретувати позаклітинні ферменти безпосередньо в живильне середовище. Він також має велику видільну здатність. Bacillus subtilis використовували для поліпшення якості та кількості секретованих сторонніх білків, таких як інтерферон, гормон росту, пепсиноген та епідермальний фактор росту. Однак Б. subtilis виробляє і секретує високий рівень позаклітинних протеаз, які погіршують секретовані чужорідні білки. Бацилі також не вистачає добре регульованих індуцибельних векторів, що обмежує широке застосування B. система subtilis.

Bacillus anthracis - це грампозитивні спороутворюючі бактерії, що мешкають у ґрунті. Потрапляючи в організм людини-господаря, він може швидко розмножуватися і спричиняти сибірську виразку, хворобу, що включає товемію та септицемію. Прикладом негативних наслідків Bacillus anthracis було його потенційне використання в біологічній війні, як було продемонстровано в поштовій системі США в 2001 році. Капсула, що вказує на ген, та токсичні фактори, що відповідають за сибірську виразку, розташовані на двох плазмідах pXO1 і pXO2, а транскрипція цих генів активується регулятором AtxA під час вегетації множення. Дослідження Bacillus anthracis зосереджувались насамперед на експресії генів, асоційованих з найбільш відомим фактором вірулентності - сибірською виразкою, що складається з захисних антигенів (PA). Захисний антиген Bacillus anthracis є основним захисним імуногеном у сучасній людській вакцині проти сибірської виразки.

Bacillus megaterium - одна з найбільших паличок, знайдена в грунті. Він міститься в багатьох екологічних нішах, оскільки росте в різноманітних запасах вуглецю. Б. Система експресії мегатерію забезпечує гнучкий та простий в користуванні інструмент для стабільного виробництва високопродуктивних білків. Це пов’язано з кількома причинами; по-перше, Б. Мегатерій не має лужних протеаз, що дозволяє йому бути хорошим клонуванням та експресією чужорідних білків без деградації. По-друге, бактерія легко виділяє білки в середовище росту і, по-третє, в клітинній стінці не виявлено ендотоксинів. Він виробляє різноманітні ферменти, такі як амілаза, що використовується у хлібній промисловості, та амідаза пеніциліну, що використовується для виготовлення антибіотиків.

Bacillus brevis успішно використовується для отримання гетерологічних білків (білків, що відрізняються за структурою). Про bacillus brevis проведено не так багато досліджень, але відомо, що він виробляє розчинні білки, які не розчиняються, коли їх продукує E. кишкова паличка. Це також безпечний господар, який легко культивувати та стерилізувати. Основним недоліком, що обмежує його вживання, є низький вихід білка.