Kvasinková expresní platforma - Yeast expression platform

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Platforma pro kvasinkové výrazy“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Listopad 2016) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

A kvasinková expresní platforma je kmen droždí používá se k výrobě velkého množství bílkoviny, cukry nebo jiné sloučeniny pro výzkumné nebo průmyslové účely. Zatímco kvasinky jsou často náročnější na údržbu než bakterie, určité produkty mohou vyrábět pouze eukaryotické buňky jako kvasinky, což vyžaduje použití kvasinkové expresní platformy. Kvasinky se liší v produktivitě a vzhledem k jejich schopnostem vylučovat, zpracovávat a upravovat proteiny. Jako takové jsou různé typy kvasinek (tj. Různé expresní platformy) vhodnější pro různé výzkumné a průmyslové aplikace.

produkty

Od nástupu genetické inženýrství, pro výrobu biologických produktů byla vyvinuta řada mikroorganismů. Tyto produkty se používají v medicíně a průmyslu k výrobě farmaceutických produktů žloutenka typu B vakcíny nebo inzulín. Mezi běžné platformy pro vývoj medicíny a dalších produktů patří bakterie E-coli, a několik kvasinek a savčích buněk (včetně zejména Buňky vaječníků čínského křečka ). Obecně musí mikroorganismus používaný jako expresní platforma splňovat několik kritérií: měl by být schopen rychle růst ve velkých nádobách, produkovat proteiny efektivním způsobem (tj. S minimálním vstupem zdrojů), být bezpečný a v případě léčiv by měl vyrábět a upravovat produkty tak, aby byly co nejvíce připraveny k lidské spotřebě.

Použité kmeny

Kvasinky jsou běžnými hostiteli pro produkci proteinů z rekombinantní DNA. Nabízejí relativně snadnou genetickou manipulaci a rychlý růst s vysokou hustotou buněk na levných médiích. Tak jako eukaryoty, jsou schopni provádět modifikace proteinů jako glykosylace které jsou běžné v eukaryotických buňkách, ale relativně vzácné v bakteriích. Kvůli tomu mohou kvasinky produkovat složité proteiny, které jsou identické nebo velmi podobné původním produktům z rostlin nebo savců. První platforma pro expresi kvasinek byla založena na pekařských kvasnicích Saccharomyces cerevisiae. Od té doby však byly studovány různé platformy pro expresi kvasinek a jsou široce používány pro různé aplikace na základě jejich různých charakteristik a schopností. Například některé z nich rostou na široké škále zdrojů uhlíku a nejsou na ně omezeny glukóza, jako je tomu v případě pekařských kvasnic. Některé z nich se také používají pro genetické inženýrství a pro produkci cizích proteinů.

Arxula adeninivorans

Arxula adeninivorans (také zvaný Blastobotrys adeninivorans) je dimorfní kvasinka, což znamená, že roste jako pučící droždí do teploty 42 ° C, ale jako a vláknitý se tvoří při vyšších teplotách. A. adeninivorans má neobvyklé biochemické vlastnosti. Může růst na široké škále substrátů a může asimilovat dusičnany. Kmeny A. adeninivorans byly vyvinuty, které mohou produkovat přírodní plasty, a podílely se na vývoji biosenzoru pro estrogeny ve vzorcích prostředí.

Candida boidinii

Candida boidinii je kvasnice, která se vyznačuje svou schopností růst na methanolu (nazývá se methylotrofismus). Stejně jako ostatní methylotrofní druhy, jako je Hansenula polymorpha a Pichia pastoris, používá se jako platforma pro produkci cizích proteinů. Výnosy v multigram Byla popsána řada vylučovaného cizího proteinu. Výpočtová metoda, IPRO, nedávno předpověděla mutace, které experimentálně změnily kofaktorovou specificitu Candida boidinii xylóza reduktázy z NADPH na NADH.^[1]

Ogataea polymorpha

Ogataea polymorpha (synonyma Hansenula polymorpha nebo Pichia angusta) je další methylotrofní kvasinka (viz Candida boidinii ). Může růst na celé řadě dalších substrátů; je tepelně tolerantní a může asimilovat dusičnany (viz také Kluyveromyces lactis ). Používá se k výrobě vakcín proti hepatitidě B, inzulínu a interferonu alfa-2a k léčbě hepatitidy C a také k řadě technických enzymů.

Kluyveromyces lactis

Kluyveromyces lactis je kvasnice pravidelně používaná k výrobě kefír. Může růst na několika cukrech, hlavně na laktóza který je přítomen v mléce a syrovátce. To bylo úspěšně použito mimo jiné při výrobě chymosin (enzym, který je obvykle přítomen v žaludku telat) pro výrobu sýrů. Výroba probíhá ve fermentorech v měřítku 40 000 litrů.

Pichia pastoris

Pichia pastoris je methylotrofní kvasinka (viz Candida boidinii a Hansenula polymorpha). Poskytuje účinnou platformu pro produkci cizích proteinů. Prvky platformy jsou k dispozici jako souprava a celosvětově se používá v akademické sféře k produkci bílkovin. Byly vyvinuty kmeny, které mohou produkovat složitý lidský N-glykan (kvasinkové glykany jsou podobné, ale ne identické s těmi, které se nacházejí u lidí.

Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae je tradiční pekařské droždí široce používané při vaření a pečení. Pro tento jediný druh se často používá souhrnný pojem „kvasnice“. Jako expresní platforma se úspěšně používá při výrobě technických enzymů a léčiv, jako jsou vakcíny proti inzulínu a hepatitidě B.

Yarrowia lipolytica

Yarrowia lipolytica je dimorfní droždí (viz Arxula adeninivorans), které mohou růst na široké škále substrátů. Jako takový má vysoký potenciál pro průmyslové aplikace, ale dosud nejsou komerčně dostupné žádné rekombinantní produkty.

Použití

Různé platformy pro expresi kvasinek se liší v několika charakteristikách, včetně jejich produktivity a s ohledem na jejich schopnosti vylučovat, zpracovávat a modifikovat proteiny v konkrétních příkladech. Použití všech výrazových platforem však má některé základní podobnosti.

Obr. 1. Návrh a funkčnost vektorového systému CoMed. Základní vektor CoMed obsahuje vše E-coli prvky pro šíření v E-coli systém a MCS (vícenásobné klonování) pro integraci modulů ARS, rDNA, selekčních značek a expresních kazet. Za tímto účelem jsou fragmenty ARS ohraničeny VakII a BcuI restrikční místa, rDNA oblasti podle BcuJá a Eco47III restrikční místa, výběrové značky podle Eco47III a SalI restrikční místa a promotorové prvky od SalJá a ApaOmezuji weby.

K výrobě požadovaného produktu jsou vhodné kmeny kvasinek transformovaný s vektor který obsahuje všechny nezbytné genetické prvky pro výrobu požadovaného biologického produktu. Vektory musí také obsahovat a značka výběru, který je vyžadován k výběru kvasinek, které úspěšně absorbovaly vektor z těch, které tak neučinily. Vektory také obsahují určité prvky DNA umožňující kvasinkám začlenit cizí látky DNA do chromozomu kvasinek a replikovat je. Nejdůležitější je, že vektory obsahují segment odpovědný za produkci požadované sloučeniny, který se nazývá an expresní kazeta. Kazeta obsahuje sled regulačních prvků, které řídí, za jakých podmínek a za jakých okolností je určitý produkt nakonec vyroben. Poté následuje gen pro samotný biologický produkt. Expresní kazeta je ukončena terminátorovou sekvencí, která se zastaví na transkripce exprimovaného genu.

Reference

• Gellissen G (ed) (2005) Produkce rekombinantních proteinů - nové mikrobiální a eukaryotické expresní systémy. Wiley-VCH, Weinheim.ISBN  3-527-31036-3