Las ventajas y desventajas del sistema de expresión de Bacillus

Varios sistemas de expresión se han desarrollado hoy y que están muy bien establecido comercialmente, especialmente para la obtención de proteínas recombinantes. Los sistemas de expresión utilizados incluyen cultivos de mamíferos y de insectos, Escherichia coli y bacterias. La expresión en Bacillus es el sistema destacado que se está utilizando. Ferdinand Cohn fue el primero en describir el género Bacillus en 1872 y que incluyen un gran número de especies bacterianas gram-positivas como Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium y Bacillus.

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Bacillus subtilis es una bacteria gram-positiva se encuentran comúnmente en el suelo y que contiene sólo una única membrana por lo que es un marco ideal para la secreción de las moléculas orgánicas. Bacillus subtilis es un huésped atractivo para la producción de proteínas, ya que tiene la capacidad de secretar enzimas extracelulares directamente en el medio de cultivo. También tiene una gran capacidad excretora. Bacillus subtilis se ha utilizado para mejorar la calidad y cantidad de los proteínas extrañas secretadas tales como el interferón, hormona del crecimiento, pepsinógeno y factor de crecimiento epidérmico. Sin embargo, B. subtilis produce y secreta altos niveles de proteasas extracelulares que degradan las proteínas extrañas secretadas. El bacilo también carece de vectores inducibles bien regulados que limita la amplia aplicación del sistema de B. subtilis.

Bacillus anthracis es un formadoras de esporas bacterias gram-positivas que habita en el suelo. A la entrada en un huésped humano, puede proliferar rápidamente y causar ántrax, una enfermedad que implica tovemia y septicemia. Un ejemplo de efectos negativos bacilo de anthracis era su uso potencial en la guerra biológica como se demuestra en el sistema postal de Estados Unidos en 2001. El gen que especifica la cápsula y los factores tóxicos responsables de ántrax se encuentran en dos plásmidos, pXO1 y pXO2 y la transcripción de estos genes se activa por el regulador ATXA durante la multiplicación vegetativa. Los estudios de Bacillus anthracis se han centrado principalmente en la expresión de genes asociados con el factor de virulencia más establecido, la toxina del ántrax compuesta de antígenos protectores (PA). El antígeno protector de Bacillus anthracis es el inmunógeno protector importante en la vacuna humana actual contra el ántrax.

Bacillus megaterium es una de las más grandes bacilos encuentran en el suelo. Se encuentra en muchos nichos ecológicos, ya que crece en una amplia variedad de fuentes de carbono. El sistema de expresión megaterium B. proporciona una herramienta flexible y fácil de manejar para la producción estable y la proteína de alto rendimiento. Esto es debido a varias razones: primero, B. megaterium no posee proteasas alcalinas lo que le permite ser una buena clonación y expresión de proteínas extrañas sin degradación. En segundo lugar, la bacteria segrega fácilmente las proteínas en el medio de crecimiento y en tercer lugar, no hay endotoxinas se encuentran en la pared celular. Produce diversas enzimas, tales como amilasa utilizado en las industrias de pan y amidasa de penicilina usado para la fabricación de antibióticos.

Bacillus brevis se ha utilizado con éxito para producir proteínas heterólogas (proteínas que difieren en estructura). No hay mucho estudio se ha realizado sobre brevis bacilo pero se sabe para producir proteínas solubles, que son insolubles cuando se produce por sistema E. coli. También es un anfitrión segura que es fácil de cultura y esterilizar. La principal desventaja que limita su uso es los bajos rendimientos de proteína.