Skalenübergreifende Produktion und Sekretion rekombinanter Proteine mit Stämmen der Gattung Bacillus

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Biopharmazeutika wie Antikörper und Hormone machen etwa ein Fünftel der kommerziellen Pharmazeutika aus. Für die rekombinante Produktion dieser Proteine sind Bacillus-Stämme vielversprechende Kandidaten, da sie einfach zu kultivieren, apathogen sind und effizient korrekt gefaltete Proteine sekretieren. Zu den anspruchsvollsten heterologen Proteinen zählen Antikörperfragmente und große multimere Enzyme wie die Penicillin-G-Acylase (Pac). Antikörperfragmente, insbesondere das single-chain fragment variable (scFv), finden therapeutische und diagnostische Anwendungen. Diese Arbeit untersucht die rekombinante Produktion und Sekretion des Antikörperfragments D1.3 scFv und der Pac mit verschiedenen Bacillus-Stämmen. Die Produktion des D1.3 scFv wurde durch ein optimiertes Plasmid ermöglicht, das einen Xylose-induzierbaren Promotor und Sequenzen für ein Signalpeptid sowie einen fusionierten His6-Tag enthält. Die Sekretion funktionalen D1.3 scFv wurde in mehreren Bacillus-Stämmen in einem angepassten Minimalmedium nachgewiesen, mit extrazellulären Konzentrationen von bis zu 130 mg L⁻¹. Für die Pac-Produktion wurden ebenfalls Xylose-induzierbare Plasmide konstruiert, und die Sekretion wurde in verschiedenen Stämmen gezeigt. Die maximalen Aktivitäten betrugen 0,3–0,65 U mL⁻¹, wobei eine geringere Protease-Aktivität die Aktivität erhöhte. Die Ergebnisse demonstrieren das Potenzial von Bacillus-Stämmen für die rekombinante Produktion pharm