Indhold
Forskellige ekspressionssystemer er udviklet i dag, og de er meget veletablerede kommercielt, især til opnåelse af rekombinante proteiner. De anvendte ekspressionssystemer inkluderer pattedyr- og insektkulturer, Escherichia coli og bakterier. Ekspression i bacillus er det fremtrædende system, der bruges. Ferdinand Cohn var den første til at beskrive slægten Bacillus i 1872, og de inkluderer et stort antal grampositive bakterier som Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium og Bacillus.
Bacillus Subtilis
Bacillus subtilis er en grampositiv bakterie, der ofte findes i jord, og den indeholder kun en enkelt membran, hvilket gør den til en ideel ramme for udskillelse af organiske molekyler. Bacillus subtilis er en attraktiv vært til produktionen af protein, fordi den har evnen til at udskille ekstracellulære enzymer direkte i kulturmediet. Det har også en stor udskillelsesevne. Bacillus subtilis er blevet anvendt til at forbedre kvaliteten og mængden af de udskillede fremmede proteiner, såsom interferon, væksthormon, pepsinogen og epidermal vækstfaktor. B. subtilis producerer og udskiller imidlertid høje niveauer af ekstracellulære proteaser, som nedbryder de udskilte fremmede proteiner. Bacillusen mangler også godt regulerede inducerbare vektorer, hvilket begrænser den brede anvendelse af B. subtilis-systemet.
Bacillus Anthracis
Bacillus anthracis er en gram-positiv spore, der danner bakterier, der bor i jorden. Ved indrejse i en human vært kan det hurtigt spredes og forårsage miltbrand, en sygdom, der involverer tovæmi og septikæmi. Et eksempel på Bacillus anthracis's negative virkninger var dens potentielle anvendelse i biologisk krigsførelse, som demonstreret i det amerikanske postsystem i 2001. Den genspecificerende kapsel og de toksiske faktorer, der er ansvarlige for miltbrand, findes på to plasmider, pXO1 og pXO2 og transkriptionen af disse gener aktiveres af regulatoren AtxA under vegetativ multiplikation. Undersøgelser af Bacillus anthracis har primært koncentreret sig om ekspressionen af gener, der er forbundet med mest etableret virulensfaktor, miltbrandstoksin sammensat af beskyttende antigener (PA). Det beskyttende antigen fra Bacillus anthracis er det største beskyttende immunogen i den nuværende humane vaccine mod miltbrand.
Bacillus Megaterium
Bacillus megaterium er en af de største baciller, der findes i jorden. Det findes i mange økologiske nicher, fordi det vokser i en lang række kulstofforsyninger. B. megaterium-ekspressionssystemet giver et fleksibelt og let at håndtere værktøj til stabil og højtydende proteinproduktion. Dette skyldes flere grunde; for det første har B. megaterium ikke alkaliske proteaser, hvilket gør det muligt for en god kloning og ekspression af fremmede proteiner uden nedbrydning. For det andet secernerer bakterien let proteiner i vækstmediet, og for det tredje findes der ingen endotoksiner i cellevæggen. Det producerer forskellige enzymer, såsom amylase, der bruges i brødindustrien og penicillinamidase, der bruges til fremstilling af antibiotika.
Bacillus Brevis
Bacillus brevis er med succes blevet anvendt til at producere heterologe proteiner (proteiner, der er forskellige i struktur). Der er ikke foretaget meget undersøgelse af bacillus brevis, men det er kendt at producere opløselige proteiner, som er uopløselige, når de produceres af E. coli-systemet. Det er også en sikker vært, der er let at kultivere og sterilisere. Den største ulempe, der begrænser dens anvendelse, er de lave udbytter af protein.