As Vantagens e Desvantagens do sistema de expressão Bacillus

Vários sistemas de expressão têm sido desenvolvidos hoje e eles são muito bem estabelecidas no comércio, especialmente para a obtenção de proteínas recombinantes. Os sistemas de express utilizados incluem culturas de mamíferos e de insectos, Escherichia coli e bactérias. Expressão em bacilo é o sistema de destaque que está sendo usado. Ferdinand Cohn foi o primeiro a descrever o género Bacillus, em 1872, e que incluem um grande número de espécies bacterianas gram-positivas como o Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium e Bacillus.

Bacillus subtilis é uma bactéria gram-positiva normalmente encontrados no solo e que contém apenas uma única membrana tornando-se uma estrutura ideal para a secreção de moléculas orgânicas. Bacillus subtilis é um hospedeiro atraente para a produção de proteína, porque tem a capacidade de segregar enzimas extracelulares directamente para o meio de cultura. Ele também tem uma grande capacidade de excreção. Bacillus subtilis foi utilizada para melhorar a qualidade e a quantidade das proteínas estranhas segregadas, tais como interferão, hormona de crescimento, dos pepsinogénios e factor de crescimento epidérmico. No entanto, B. subtilis produz e segrega níveis elevados de proteases extracelulares que degradam as proteínas estranhas segregadas. O bacilo também carece de vectores indutíveis bem regulados, o que limita a aplicação ampla do sistema de B. subtilis.

Bacillus anthracis é um formador de esporos de bactérias gram-positivas que habita no solo. Aquando da entrada em um hospedeiro humano, ele pode rapidamente proliferar e causar antraz, uma doença que envolve tovemia e septicemia. Um exemplo dos efeitos negativos bacilo de anthracis foi a sua utilização potencial na guerra biológica, como demonstrado no sistema postal dos Estados Unidos em 2001. O gene especificando cápsula e os factores tóxicos responsáveis ​​pela antraz estão localizados em dois plasmídeos, pXO1 e pXO2 e a transcrição destes genes é activado pelo regulador Atxa durante a multiplicação vegetativa. Estudos de Bacillus anthracis têm-se centrado principalmente sobre a expressão de genes associados com factor de virulcia mais estabelecida, a toxina do antraz composto de antigios protectores (PA). O antigénio protector de Bacillus anthracis de é o principal imunogénio protector na vacina humana contra corrente antraz.

Bacillus megaterium é uma das maiores bacilos encontrados no solo. Pode ser encontrada em muitos nichos ecológicos porque cresce em uma ampla variedade de fontes de carbono. O sistema de expressão de B. megaterium fornece uma ferramenta flexível e fácil de manusear para a produção estável e a proteína de alto rendimento. Isto é por causa de vários razões- primeiro, B. megaterium não possuem proteases alcalinas o que lhe permite ser uma boa clonagem e expressão de proteínas estranhas, sem degradação. Em segundo lugar, a bactéria prontamente segrega proteínas para o meio de crescimento e em terceiro lugar, não há endotoxinas são encontrados na parede celular. Ela produz diversos enzimas, tais como amilase usado em indústrias de pão e amidase de penicilina usadas na realização de antibióticos.

Bacillus brevis tem sido utilizado com êxito para produzir proteínas heterólogas (proteínas que diferem em estrutura). Não há muito estudo foi realizado sobre brevis Bacillus mas sabe-se para produzir proteínas solúveis, que são insolúveis quando produzido pelo sistema de E. coli. É também um anfitrião seguro que é fácil de cultura e esterilizar. A principal desvantagem que limita a sua utilização é os baixos rendimentos de proteína.