Understanding protein secretion stress in Bacillus subtilis for biotechnological applications
| Promotie: | A. Öktem |
| Wanneer: | 21 februari 2024 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotor: | prof. dr. J.M. (Jan Maarten) van Dijl |
| Copromotor: | dr. ing. G. (Girbe) Buist |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Medische Wetenschappen / UMCG |
Inzicht in eiwitsecretie stress in Bacillus subtilis voor biotechnologische toepassingen
De bacterie Bacillus subtilis is uitstekend geschikt voor productie van hoogwaardige eiwitten, waaronder enzymen die worden toegepast in processen variërend van voedselverwerking tot het reinigen van vuile was. Een groot voordeel van B. subtilis is dat dit organisme eiwitten in enorme hoeveelheden kan uitscheiden in zijn groeimedium, wat hun zuivering vereenvoudigt en de productiekosten verlaagt. Helaas worden niet alle eiwitten even goed uitgescheiden, omdat hun aanmaak in grote hoeveelheden stressvol kan zijn voor bacteriën.
Het doel van dit onderzoek van Aysegül Öktem was:
- Beter inzicht krijgen in de specifieke voordelen van B. subtilis ten opzichte van andere micro-organismen en zoogdiercellen die ook voor eiwitproductie gebruikt worden en
- Beter inzicht krijgen in de stressreacties en metabole aanpassingen die B. subtilis vertoont tijdens de eiwitproductie.
De resultaten laten zien dat de toepassingsmogelijkheden van B. subtilis groot zijn, maar dat ze beperkt worden door bottlenecks in het eiwitsecretieproces. Verhoogde eiwitproductie kan worden bereikt door de bacteriële machinerie voor kwaliteitscontrole van eiwitten zo aan te passen dat verkeerd gevouwen eiwitten niet worden afgebroken maar gerepareerd. Een mooie opsteker is dat dit tevens resulteert in verhoogde bacteriële fitness. Een andere optie voor verbeterde eiwitproductie is het verwijderen van genen voor proteolytische enzymen. Een geheel nieuwe bevinding is dat de inactivatie van een proteolytisch enzym dat binnen in de bacterie werkzaam is, de stabiliteit van uitgescheiden eiwitten buiten de bacterie verbetert.
Tot slot laten de resultaten van Öktem zien dat genoomreductie tot verbeterde eiwitproductie kan leiden, doordat gelijktijdig meerdere contraproductieve bacteriële processen geëlimineerd worden.