How to make antibodies and other disulfide-bonded proteins with Bacillus subtilis
| Promotie: | T.J. Schilling, MSc |
| Wanneer: | 12 juni 2024 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotors: | prof. dr. J.M. (Jan Maarten) van Dijl, dr. ing. G. (Girbe) Buist |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Medische Wetenschappen / UMCG |
Hoe antilichamen en andere disulfide-gebonden eiwitten te maken met Bacillus subtilis
Bacillus subtilis is een aantrekkelijke gastheer voor de productie van recombinante eiwitten. Deze bacterie heeft een groot vermogen om eiwitten in het kweekmedium uit te scheiden, wat de uiteindelijke zuivering en verwerking enorm vereenvoudigt. Daarom wordt B. subtilis al geruime tijd ingezet als werkpaard voor productie van industriële enzymen. De productie van hoogwaardige eiwitten met meerdere disulfidebindingen, veelal afkomstig uit eukaryote organismen, was echter tot dusver lastig. Dergelijke productiebeperkingen konden herleid worden tot verschillende moleculaire processen, waaronder eiwitvouwing en de vorming van disulfidebindingen.
In dit promotieonderzoek van Tobias Schilling werd het vermogen van B. subtilis om eiwitten met meerdere disulfidebindingen uit te scheiden vergroot door genoomminimalisatie te combineren met de selectie van optimale factoren voor genexpressie, eiwitsecretie en eiwitvouwing. Verder werden eiwitten met meerdere disulfidebindingen, zoals de Gaussia Luciferase (GLuc), een alkalische fosfatase (PhoA) van Escherichia coli en verschillende antilichamen, gebruikt als modeleiwitten om genoom-geminimaliseerde stammen te selecteren die een optimaal chassis vormen voor productie van recombinante eiwitten. Al deze B. subtilis stammen misten extracellulaire proteasen, profagen en genen voor de ontwikkeling van sporen, die contraproductief kunnen zijn voor eiwitproductie. Tevens werden optimale kweekmedia en kweekomstandigheden voor B. subtilis geïdentificeerd.
Vergeleken met de oorspronkelijke referentiestam vertoonde de best-presterende genoom-geminimaliseerde stam een meer dan 3000-voudig verhoogde secretie van actief GLuc. Bovendien werd de effectieve secretie van een correct gevouwen en volledig functioneel menselijk C-reactief proteïne-bindend antilichaam met disulfidebruggen aangetoond. Al met al laten de resultaten zien dat genoom-geminimaliseerde Bacillus-stammen een veelbelovend platform kunnen zijn voor de productie van recombinante eiwitten met meerdere disulfidebindingen.