Sadržaj
Danas su razvijeni razni ekspresijski sustavi koji su komercijalno dobro uspostavljeni, posebno za dobivanje rekombinantnih proteina. Korišteni ekspresijski sustavi uključuju sisavce i insekte, Escherichia coli i bakterije. Ekspresija u bacilu je istaknuti sustav koji se koristi. Ferdinand Cohn prvi je opisao rod Bacillus 1872. godine i uključuje veliki broj gram-pozitivnih bakterijskih vrsta poput Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium i Bacillus.
Bacillus Subtilis
Bacillus subtilis je gram-pozitivna bakterija koja se obično nalazi u tlu i sadrži samo jednu membranu što je čini idealnim okvirom za izlučivanje organskih molekula. Bacillus subtilis je atraktivan domaćin za proizvodnju proteina jer ima sposobnost izlučivanja izvanstaničnih enzima izravno u kulturni medij. Također ima veliku ekskretornu sposobnost. Bacillus subtilis korišten je za poboljšanje kvalitete i količine izlučenih stranih proteina poput interferona, hormona rasta, pepsinogena i epidermalnog faktora rasta. Međutim, B. subtilis proizvodi i luči visoke razine izvanstanične proteaze koje razgrađuju izlučene strane proteine. Bacilu također nedostaju dobro regulirani inducibilni vektori što ograničava široku primjenu sustava B. subtilis.
Bacillus Anthracis
Bacillus anthracis je gram-pozitivna spora koja formira bakterije koje obitavaju u tlu. Nakon ulaska u ljudski domaćin može se brzo razmnožiti i izazvati antraks, bolest koja uključuje tovemiju i septikemiju. Primjer negativnih učinaka Bacillus anthracis bila je njegova potencijalna upotreba u biološkom ratu kao što je pokazano u američkom poštanskom sustavu 2001. Genska kapsula koja određuje gen i toksični faktori odgovorni za antraks nalaze se na dva plazmida, pXO1 i pXO2 i transkripcija ovih gena aktivira ga regulator AtxA tijekom vegetativnog množenja. Studije Bacillus anthracis usredotočene su prije svega na ekspresiju gena povezanih s većinom utvrđenog faktora virulencije, antraks toksina sastavljenog od zaštitnih antigena (PA). Zaštitni antigen bakterije Bacillus anthracis glavni je zaštitni imunogen u trenutnom ljudskom cjepivu protiv antraksa.
Bacillus Megaterium
Bacillus megaterium jedan je od najvećih bacila koji se nalaze u tlu. Nalazi se u mnogim ekološkim nišama jer raste u širokom rasponu ugljičnih zaliha. Sustav ekspresije B. megateriuma pruža fleksibilan i jednostavan za rukovanje alat za stabilnu proizvodnju i visoki prinos proteina. To je zbog nekoliko razloga; prvo, B. megaterium ne posjeduje alkalne proteaze koje mu omogućuju dobro kloniranje i ekspresiju stranih proteina bez razgradnje. Drugo, bakterija lako izlučuje bjelančevine u mediju za rast i treće, da se u staničnoj stijenci ne nalaze endotoksini. Proizvodi različite enzime, poput amilaze koja se koristi u industriji kruha i penicilin amidaze koja se koristi za pravljenje antibiotika.
Bacillus Brevis
Bacillus brevis uspješno se koristi za proizvodnju heterolognih proteina (proteina koji se razlikuju u strukturi). O bacilu brevis nije napravljeno mnogo studija, ali poznato je da proizvodi topive proteine, koji su netopljivi kada ih proizvodi sustav E. coli. To je i siguran domaćin koji se lako uzgaja i sterilizira. Glavni nedostatak koji ograničava njegovu upotrebu su niski prinosi proteina.