효모발현 플랫폼
Yeast expression platform |
효모 발현 플랫폼은 연구 또는 산업용으로 대량의 단백질, 설탕 또는 기타 화합물을 생산하는 데 사용되는 효모의 변종이다.효모는 종종 박테리아보다 유지하기에 자원 집약적인 반면, 특정 생산물은 효모와 같은 진핵 세포에 의해서만 생산될 수 있으며, 효모 발현 플랫폼을 사용해야 합니다.효모는 생산성과 단백질을 분비, 처리 및 수정하는 능력에 있어 차이가 있다.따라서 다양한 유형의 효모(즉, 서로 다른 발현 플랫폼)가 서로 다른 연구 및 산업 용도에 더 적합합니다.
상품들
유전자 공학의 시작 이후, 많은 미생물이 생물 제품의 생산을 위해 개발되어 왔다.이 제품들은 B형 간염 백신이나 인슐린과 같은 의약품을 만드는 데 의학 및 산업에서 사용된다.의약품 및 기타 제품 개발을 위한 일반적인 플랫폼에는 대장균, 여러 효모와 포유류 세포(특히 중국산 햄스터 난소 세포 포함)가 포함됩니다.일반적으로 발현 플랫폼으로 사용되는 미생물은 몇 가지 기준을 충족해야 한다. 즉, 큰 용기에서 빠르게 성장할 수 있어야 하고, 효율적인 방법으로 단백질을 생산해야 하며(즉, 최소한의 자원 투입으로), 안전해야 하며, 의약품의 경우 가능한 한 사람이 소비할 수 있도록 제품을 생산하고 수정해야 한다.
사용된 균주
효모는 재조합 DNA에서 단백질을 생산하기 위한 일반적인 숙주이다.그것들은 비교적 쉬운 유전자 조작과 저렴한 배지에서 높은 세포 밀도로 빠른 성장을 제공합니다.진핵생물로서, 그들은 진핵생물 세포에서는 흔하지만 박테리아에서는 상대적으로 드문 글리코실화와 같은 단백질 변형을 수행할 수 있다.이 때문에 효모는 식물이나 포유류의 토종 제품과 동일하거나 매우 유사한 복합 단백질을 생산할 수 있다.첫 번째 효모 발현 플랫폼은 제빵사의 효모 사카로미세스 세레비시아에 기초했습니다.그러나 그 이후 다양한 효모 발현 플랫폼이 연구되어 그 특징과 능력에 따라 다양한 응용 분야에 널리 사용되고 있다.예를 들어, 그들 중 일부는 광범위한 탄소 공급원에서 자라며, 빵집 효모의 경우와 같이 포도당에 제한되지 않는다.이들 중 일부는 유전자 공학과 외래 단백질 생산에도 적용된다.
아데니보란스과
Arxula adeninivorans (Blastobotry adeninivorans라고도 함)는 이형성 효모로서, 42 °C까지 싹이 트는 효모로 성장하지만 더 높은 온도에서 필라멘트 형태로 성장합니다.A. 아데니보란은 특이한 생화학적 특성을 가지고 있다.그것은 광범위한 기질에서 자랄 수 있고 질산염에 동화될 수 있다.천연 플라스틱을 생산할 수 있는 A. 아데니보란의 변종이 개발되어 환경 샘플의 에스트로겐용 바이오센서 개발에 관여하고 있다.
칸디다보이디니
칸디다 보이디니는 메탄올에서 자라는 능력으로 유명한 효모이다.Hansenula polymorpha, Pichia pastoris와 같은 다른 메틸로 영양종과 마찬가지로 외래 단백질 생산의 발판으로 사용됩니다.분비된 외래 단백질의 멀티그램 범위의 생산량이 보고되었다.계산 방법인 IPRO는 최근 칸디다 보이디니 자일로스 환원효소의 보조인자 특이성을 NADPH에서 NADH로 [1]실험적으로 전환한 돌연변이를 예측했다.
오가타이아다모르파
오가타이아 폴리몰파(Hansenula polymorpha 또는 Pichia angusta)는 또 다른 메틸로 영양 효모이다.그것은 다양한 다른 기질에서 자랄 수 있다; 그것은 내열성이 있고 질산염(Kluyveromyces 락티스 참조)을 흡수할 수 있다.C형 간염 치료를 위한 B형 간염 백신, 인슐린 및 간섭 알파-2a의 생산 및 다양한 기술적 효소에 적용되어 왔다.
쿠루이베로미세스 락티스
Kluyveromyces 락티스는 케피르의 생산에 정기적으로 사용되는 효모이다.그것은 여러 설탕에서 자랄 수 있는데, 가장 중요한 것은 우유와 유장에 있는 유당입니다.그것은 치즈 생산을 위한 키모신(통상 송아지 뱃속에 존재하는 효소)의 생산에 다른 것들과 함께 성공적으로 적용되었다.40,000 L 규모의 발효기에서 생산됩니다.
피치아파스토리스
Pichia pastoris는 메틸영양 효모이다.그것은 외래 단백질 생산을 위한 효율적인 플랫폼을 제공한다.플랫폼 요소는 키트로 제공되며 전 세계적으로 단백질 생산에 사용됩니다.변종들은 복잡한 인간 N-글리칸을 생산할 수 있도록 조작되었다. (효모 글리칸은 사람에게서 발견되는 것과 비슷하지만 동일하지 않다.)
사카로미세스 세레비시아
사카로미세스 세레비시아에는 양조 및 제빵에 널리 사용되는 전통적인 제빵 효모입니다.종종 "효모"라는 총칭이 이 단일 종에 사용됩니다.발현 플랫폼으로서 기술적 효소와 인슐린 및 B형 간염 백신과 같은 의약품 생산에 성공적으로 적용되었습니다.
야로비아지방폴리티카
Yarrowia lipolytica는 광범위한 기질에서 자랄 수 있는 이형 효모(Arxula adeninivorans 참조)입니다.따라서 산업 응용 가능성은 높지만 상업적으로 이용 가능한 재조합 제품은 아직 없습니다.
사용하다
다양한 효모 발현 플랫폼은 생산성과 단백질을 분비, 처리 및 수정하는 능력과 관련하여 여러 가지 특징에서 다르다.단, 모든 표현 플랫폼의 사용에는 몇 가지 기본적인 공통점이 있습니다.
원하는 제품을 생산하기 위해 적절한 효모 균주를 해당 생물학적 제품 생산에 필요한 모든 유전적 요소를 포함하는 벡터로 변환한다.벡터는 또한 선택 마커를 포함해야 하며, 이는 성공적으로 벡터를 차지하지 않은 효모를 선택하기 위해 필요하다.벡터는 또한 효모가 외래 DNA를 효모의 염색체에 통합하고 그것을 복제할 수 있도록 하는 특정 DNA 요소를 포함하고 있다.가장 중요한 것은 벡터에는 표현 카세트라고 불리는 원하는 화합물의 생산을 담당하는 세그먼트가 포함되어 있다는 것입니다.카세트에는 특정 제품이 최종적으로 만들어지는 양과 상황을 제어하는 일련의 규제 요소가 포함되어 있습니다.이것은 생물학적 생성물 자체의 유전자가 뒤따른다.발현 카세트는 발현 유전자의 전사를 정지하는 터미네이터 시퀀스에 의해 종료됩니다.
레퍼런스
- ^ Khoury, GA; Fazelinia, H; Chin, JW; Pantazes, RJ; Cirino, PC; Maranas, CD (October 2009). "Computational design of Candida boidinii xylose reductase for altered cofactor specificity". Protein Science. 18 (10): 2125–38. doi:10.1002/pro.227. PMC 2786976. PMID 19693930.
- 겔리센 G (ed) (2005) 재조합 단백질 생산 - 새로운 미생물 및 진핵생물 발현 시스템.Wiley-VCH, Weinheim.ISBN 3-527-31036-3
