Innehåll
Olika expressionssystem har utvecklats idag och de är mycket väl etablerade kommersiellt, särskilt för att erhålla rekombinanta proteiner. De uttryckssystem som används inkluderar däggdjurs- och insektskulturer, Escherichia coli och bakterier. Expression i bacillus är det framstående systemet som används. Ferdinand Cohn var den första som beskrev släktet Bacillus 1872 och de inkluderar ett stort antal grampositiva bakteriearter som Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium och Bacillus.
Bacillus Subtilis
Bacillus subtilis är en grampositiv bakterie som vanligtvis finns i marken och innehåller endast ett enda membran vilket gör det till en idealisk ram för utsöndring av organiska molekyler. Bacillus subtilis är en attraktiv värd för produktion av protein eftersom den har förmågan att utsöndra extracellulära enzymer direkt i odlingsmediet. Den har också en stor utsöndringskapacitet. Bacillus subtilis har använts för att förbättra kvaliteten och kvantiteten av de utsöndrade främmande proteinerna såsom interferon, tillväxthormon, pepsinogen och epidermal tillväxtfaktor. Emellertid producerar och utsöndrar B. subtilis höga nivåer av extracellulära proteaser som bryter ned de utsöndrade främmande proteinerna. Bacillusen saknar också välreglerade inducerbara vektorer som begränsar den breda tillämpningen av B. subtilis-systemet.
Bacillus Anthracis
Bacillus anthracis är en grampositiv sporrbildande bakterier som bor i jorden. Vid inträde i en mänsklig värd kan den snabbt föröka sig och orsaka mjältbrand, en sjukdom som involverar tovemi och septikemi. Ett exempel på Bacillus anthracis negativa effekter var dess potentiella användning i biologisk krigföring, vilket påvisades i det amerikanska postsystemet 2001. Den genspecifika kapseln och de toxiska faktorerna som är ansvariga för miltbrand finns på två plasmider, pXO1 och pXO2 och transkriptionen av dessa gener aktiveras av regulatorn AtxA under vegetativ multiplikation. Studier av Bacillus anthracis har främst inriktats på uttrycket av gener associerade med den mest etablerade virulensfaktorn, miltraxtoxin som består av skyddande antigener (PA). Det skyddande antigenet från Bacillus anthracis är det huvudsakliga skyddande immunogenet i det nuvarande humana vaccinet mot miltbrand.
Bacillus Megaterium
Bacillus megaterium är en av de största bacillerna som finns i marken. Det finns i många ekologiska nischer eftersom det växer i en mängd olika koltillförsel. B. megaterium-expressionssystemet ger ett flexibelt och lättanvänt verktyg för stabil och högproducerad proteinproduktion. Detta beror på flera skäl; för det första har B. megaterium inte alkaliska proteaser vilket gör det möjligt att vara en bra kloning och uttryck av främmande proteiner utan nedbrytning. För det andra utsöndrar bakterien lätt proteiner i tillväxtmediet och för det tredje finns inga endotoxiner i cellväggen. Det producerar olika enzymer, såsom amylas som används i brödindustrin och penicillinamidas som används för att göra antibiotika.
Bacillus Brevis
Bacillus brevis har framgångsrikt använts för att producera heterologa proteiner (proteiner som skiljer sig åt i struktur). Inte mycket studie har gjorts om bacillus brevis men det är känt att producera lösliga proteiner, som är olösliga när de produceras av E. coli-systemet. Det är också en säker värd som är lätt att odla och sterilisera. Den största nackdelen som begränsar användningen är de låga utbytena av protein.