Pichia pastoris
.jpg){kind=link}
Pichia pastoris és una rent metilotrófica extensament amprada en la producció de proteïnes per mig de tècniques de ADN recombinante. Per este motiu, Pichia pastoris s'utilisa molt en investigacions bioquímiques i genètiques, tant en l'àmbit acadèmic com en indústries biotecnològiques.
Pichia pastoris com a sistema d'expressió
[editar | editar còdic]Se selecciona Pichia pastoris freqüentment com a sistema d'expressió per a la producció de proteïnes. Hi ha un bon número de característiques que la fan particularment adequada per a este comés. Per eixemple, posseïx una alta taxa de creiximent, inclús sobre substrats senzills i econòmics. Ademés, P. pastoris conseguix créixer tant en matraz com en fermentador, lo que la fa útil tant a chicoteta com a gran escala.
Pichia pastoris està dotada de dos gens que codifiquen alcohol oxidasas, AOX1 i AOX2, enzimes que tenen un promotor fort inducible.[1] Estos dos gens exploten el metanol com a font de carbono i font energètica, i estan activats pel propi metanol, lo que dona lloc a la seua incorporació en sucres tals com per eixemple la glucosa. Normalment el gen recombinante s'inserta baix control del promotor de AOX1, lo que significa que la producció de proteïna pot ser induïda adicionando metanol. En un difòs vector d'expressió, el producte és una proteïna de fusió en una senyal de secreció del factor α-mating, derivat de Saccharomyces cerevisiae (el rent de forn). Açò permet a la proteïna ser secretada en el mig de cultiu, facilitant aixina la subsegüent purificació. Existixen en el comerç plásmidos dotats d'estes característiques, com per eixemple el vector pPICZα.[2]
Us en producció bioterapéutica
[editar | editar còdic]S'utilisa Pichia pastoris per a la producció de més de 500 fàrmacs biològics, com per eixemple l'interferón gamma. En canvi, una desventaja relativa al sistema d'expressió d'esta proteïna és l'excessiva glicosilaació en numeroses estructures de manosa, les quals poden produir una potencial inmunogenicitat.[3][4]
Comparació en atres sistemes d'expressió de proteïnes
[editar | editar còdic]En biologia molecular estàndar, l'organisme més usat per a la producció de proteïnes a partir de ADN recombinante és la bactèria Escherichia coli. La seua elecció està basada en la seua capacitat de creiximent molt ràpit, un bon rendiment proteic i mínims requeriments d'elements nutritius. La producció en E. coli és generalment més ràpida que la de P. pastoris per vàries raons.
Les cèlules de E. coli productives poden conservar-se congelades i poden ser descongeladas poc abans de l'us, al contrari que P. pastoris, que necessita de vàries generacions abans del seu us. Els rendiments en expressió de Pichia varien extensament en els clons seleccionats, per lo que és necessari efectuar una selecció a partir d'un gran número de clons abans de conseguir seleccionar un bon productor.
El procés adequat per a obtindre una inducció òptima en Pichia du generalment de l'orde de varis dies, mentres que E. coli necessita només de poques hores per a alcançar les condicions òptimes de rendiment. Lo que fa, en canvi, Pichia preferible front a E. coli és la seua capacitat de glicosilar les proteïnes i generar ponts disulfuro.[5] Açò significa que en els casos en els quals són necessaris bisulfitos, la bactèria podria produir proteïnes en organisació tridimensional incorrecta, és dir normalment inactives o insolubles.[6]
La coneguda Saccharomyces cerevisiae (rent de forn) és també utilisable com a sistema d'expressió, en una série de ventages front a anàlecs de E. coli, anàlogues a lo vist per a Pichia. En canvi Pichia està dotada de dos peculiaritats importants front a Saccharomyces cerevisiae.
En primer lloc, Pichia és un metilótrofo, és dir pot créixer usant metanol com a única font energètica, i pot fàcilment créixer en suspensions celulars dotades d'una solució de metanol raonablement concentrat, de manera tal que en això s'elimina la possibilitat de desenroll de la major part d'atres microbis, mantenint baixos els costs de començ i de manteniment.
En segon lloc, Pichia creix en densitat celulars molt elevades, per a les quals en condicions ideals està en grau de multiplicar-se al punt de rendir la solució densa quant una espècie d'en la. Ya que la rendició proteica de l'expressió en un microbi és entorn igual al producte entre la cantitat de proteïna per cèlula i el número de cèlules, Pichia resulta ser de gran importància quan són necessàries produccions d'elevades cantitats de proteïna sense equip instrumental massa car.
Comparada en atres sistemes d'expressió, com per eixemple les cèlules S2 de Drosophila melanogaster o les cèlules d'ovari de Hàmster chinenc, Pichia generalment proporciona millors rendiments. No obstant, estes llínees celulars d'organismes multicelulares requerixen sempre un substrat complex, que inclou aminoàcits, vitamines i factors de creiximent. L'us d'estos substrats aumenta considerablement els costs de producció de proteïnes recombinantes per mig d'ells. Com Pichia és capaç de créixer en substrats en només una font de carbono i una de nitrogen, és adequada per a aplicacions en marcat isotòpic (per eixemple, Espectroscòpia de resonància magnètica nuclear de proteïnes).
En canvi, moltes proteïnes requerixen l'activitat d'una chaperonina per a conseguir una organisació estructural correcta, i Pichia està desprovista d'esta chaperonina. En 2006 un grup d'investigació va conseguir crear un cep capaç de produir eritropoietina en la seua forma glicosilada.[7] Este resultat va ser alcançat intercanviant els enzimes responsables de la glicosilaació de tipo fúngico per uns atres de mamífer. D'eixe modo, la via de glicosilaació alterada ha permés a la proteïna ser completament funcional.
Pichia pastoris com a organisme modele
[editar | editar còdic]Una atra ventaja de Pichia pastoris és la seua similitut en la més coneguda Saccharomyces cerevisiae. Estos dos rent (Pichia i Saccharomyces) tenen condicions de creiximent molt pareguts, aixina com tolerància nutritives similars, per lo que el cultiu de Pichia pastoris pot ser realisat fàcilment en laboratoris també sense especialistes o equipaments específics.
El genoma del cep GS115 de Pichia pastoris va ser completament secuenciado en 2009 pel Flanders Institute for Biotechnology (VIB) i l'Universitat de Gante (Ghent University - UGent) i publicat en la revista Nature Biotechnology.[8] La seqüència del genoma i l'anotació funcional dels gens poden visualisar-se a través el sistema ORCAE.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ (2005).«Expression of heterologous proteins in Pichia pastoris: a useful experimental tool in protein engineering and production».J. Mol. Recognit..18(2)
- 119–38.doi:10.1002/jmr.687.
- ↑ «Description of pPICZα vector by its vendor Invitrogen». Archivat des d'el original, el 7 d'abril de 2013. Consultat el 31 de març de 2021.
- ↑ (2016).«Is Pichia pastoris a realistic platform for industrial production of recombinant human interferon gamma?.».Biologicals.doi:10.1016/j.biologicals.2016.09.015.
- ↑ (2015).«Increased expressió and secretion of recombinant hIFNγ through amino acid starvation-induced selective pressure on the adjacent HIS4 gene in Pichia pastoris».European Pharmaceutical Journal.62(2)doi:10.1515/afpuc-2015-0031.
- ↑ (2009).«Expression in the yeast Pichia pastoris».Meth. Enzymol..463
- 169–89.doi:10.1016/S0076-6879(09)63013-5.
- ↑ (2009).«Selecting an appropriate method for expressing a recombinant protein».Meth. Enzymol..463
- 131–47.doi:10.1016/S0076-6879(09)63011-1.
- ↑ «Humanization of yeast to produïx complex terminally sialylated glycoproteins».Science.313(5792)
- 1441–3.doi:10.1126/science.1130256.
- ↑ «Genome sequence of the recombinant protein production host Pichia pastoris».Nature Biotechnology.27(6)
- 561–566.doi:10.1038/nbt.1544.Consultat el 7 agost 2017.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Pichia pastoris» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.