Огатея полиморфная
| Огатея полиморфная | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Королевство: | |
| Разделение: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | О. полиморфа
|
| Биномиальное имя | |
| Огатея полиморфная (Морайс и МХМайя) Ю.Ямада, К.Маэда и Миката
| |
| Синонимы [1] | |
| |
Ogataea polymorpha — метилотрофные дрожжи с необычными характеристиками. Он используется как фабрика по производству белка для фармацевтических препаратов .
Ogataea polymorpha принадлежит к ограниченному числу видов метилотрофных дрожжей – дрожжей, способных расти на метаноле . Ассортимент метилотрофных дрожжей включает Candida boidinii , Pichia mheatolica , Pichia Pastoris и Ogataea Polymorpha . O.polymorpha таксономически относится к семейству Saccharomycetaceae .
Штаммы
[ редактировать ]три штамма O.polymorpha Известны , идентифицированные в 1950-х годах. Они имеют неясные взаимоотношения и имеют независимое происхождение. Их обнаруживают в образцах почвы, кишечнике насекомых или в испорченном концентрированном апельсиновом соке. Они обладают различными свойствами и используются в фундаментальных исследованиях и производстве рекомбинантных белков : [2]
- штамм CBS4732 (CCY38-22-2; ATCC34438, NRRL-Y-5445)
- штамм DL-1 (NRRL-Y-7560; ATCC26012)
- штамм NCYC495 (CBS1976; ATAA14754, NRLL-Y-1798)
Штаммы CBS4732 и NCYY495 можно спаривать, тогда как штамм DL-1 нельзя спаривать с двумя другими. Штаммы CBS4732 и DL-1 используются для получения рекомбинантных белков, штамм NCYC495 в основном используется для изучения ассимиляции нитратов. Весь геном штамма CBS4732 полностью секвенирован. [ нужна ссылка ]
Ogataea polymorpha — термотолерантный микроорганизм, некоторые штаммы которого растут при температуре выше 50 °C (122 °F). Организм способен усваивать нитраты и может расти на различных источниках углерода, помимо метанола . сахар трегалозу Клетки, выращенные в условиях повышенной температуры, накапливают в качестве термозащитного соединения (этот сахар обычно содержится у насекомых). Показано, что синтез трегалозы в этих условиях необходим не для роста, а для приобретения термотолерантности. Синтетические этапы синтеза трегалозы были подробно описаны для O.polymorpha , а TPS1 , ключевой ген фермента этого пути, был выделен и охарактеризован. [ нужна ссылка ]
Все метилотрофные дрожжи имеют одинаковый путь утилизации метанола (рис. 1). Рост на метаноле сопровождается массивной пролиферацией клеточных органелл, называемых пероксисомами, в которых происходят начальные ферментативные этапы этого пути. O.polymorpha — модельный организм для изучения всех аспектов пероксисомальных функций и лежащей в их основе молекулярной биологии. Во время роста на метаноле ключевые ферменты метаболизма метанола присутствуют в больших количествах. Особенно высокое содержание можно наблюдать для ферментов, называемых MOX (метанолоксидаза), FMDH ( формиатдегидрогеназа ) и DHAS (дигидроксиацетонсинтаза). Их присутствие регулируется на уровне транскрипции соответствующих генов. У родственных видов C. boidinii , P. mэтанолика и P. пасторис экспрессия этого гена строго зависит от присутствия метанола или его производных, тогда как у O. polymorpha сильная экспрессия вызывается соответствующими уровнями глицерина или в условиях глюкозного голодания. . O. polymorpha производит гликопротеины с двумя типами сахарных цепей, N- и О-связанными гликанами, присоединенными к белку. Исследования структуры N-связанных цепей выявили определенную среднюю длину (Man8-12GlcNAc2) с концевыми альфа-1,2-связанными остатками маннозы, а не с аллергенными концевыми альфа-1,3-связанными маннозными остатками, как обнаружено у других дрожжи, особенно пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae . [ нужна ссылка ]
Биотехнологические приложения
[ редактировать ]Ogataea polymorpha с ее необычными характеристиками обеспечивает прекрасную платформу для генно-технологического производства белков, особенно фармацевтических препаратов, таких как для лечения диабета , против гепатита B вакцины или IFNalpha-2a для лечения гепатита C. инсулин Производные как CBS4732, так и DL-1 используются для производства таких рекомбинантных соединений. Другими дрожжами, используемыми для этого применения, являются Pichia Pastoris , Arxula adeninivorans и Saccharomyces cerevisiae и другие.
Как и другие дрожжи, O.polymorpha представляет собой микроорганизм, который можно культивировать в больших ферментерах до высокой плотности клеток за короткое время. Это безопасный организм, не содержащий пирогенов , болезнетворных микроорганизмов и вирусных включений. Он может выделять соединения в культуральную среду, поскольку содержит все компоненты, необходимые для секреции (это, например, не относится к таким бактериям, как Escherichia coli ). Он может обеспечить привлекательные генетические компоненты для эффективного производства белков.
На рис. 2 показана общая конструкция вектора (генетического носителя для трансформации штамма дрожжей в генно-инженерного производителя белка). Он должен содержать несколько генетических элементов: 1. Маркер селекции, необходимый для отбора трансформированного штамма из нетрансформированного фона – это можно сделать, если, например, такой элемент позволяет дефицитному штамму расти в условиях культивирования, лишенных определенного соединения, такого как определенная аминокислота, которая не может быть получена. дефицитным штаммом). 2. Определенные элементы для размножения и нацеливания чужеродной ДНК на хромосому дрожжей (последовательность ARS и/или рДНК). 3. Сегмент, отвечающий за выработку нужного белкового соединения, так называемая экспрессионная кассета. Такая кассета состоит из последовательности регуляторных элементов, промотора, который контролирует, сколько и при каких обстоятельствах транскрибируется следующая последовательность генов и, как следствие, сколько белка в конечном итоге образуется. Это означает, что сегмент, следующий за промотором, варьируется в зависимости от желаемого продукта – это может быть последовательность, определяющая аминокислоты для инсулина, вакцины против гепатита В или интерферона. Кассета экспрессии завершается следующей терминаторной последовательностью, которая обеспечивает надлежащую остановку транскрипции. Промоторные элементы Система O.polymorpha происходит от генов с высокой экспрессией, например, от гена MOX, гена ящура или гена TPS1 , упомянутых ранее. Они не только очень сильны, но их также можно регулировать путем добавления определенных источников углерода, таких как сахар, метанол или глицерин.
В 2000 году было основано неформальное общество ученых под названием HPWN ( Всемирная сеть Hansenula polymorpha ), основанное Мартеном Венхейсом из Гронингена и Гердом Геллисеном из Дюссельдорфа. Каждые два года проводятся собрания.
Привлекательность платформы O.polymorpha коммерчески используется несколькими биотехнологическими компаниями для разработки производственных процессов, в том числе PharmedArtis, расположенной в Аахене, Германия, и Институтом Лейбница по фланценгенетике и культурному фланценфоршунгу (IPK).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ « Ogataea polymorpha (Morais & MH Maia) Y. Yamada, K. Maeda & Mikata, Biosc., Biotechn., Biochem. 58(7): 1254 (1994)» . Список грибов Проверено 27 июня 2011 г.
- ^ Чанг, Цзя; Бэй, Цзиньлун; Шао, Ци; Ван, Хему; Фань, Хуан; Яу, Тунг Он; Бу, Вэньцзюнь; Руан, Цзишоу; Вэй, Дуншэн; Гао, Шан (4 апреля 2022 г.). «Полноразмерный геном штамма Ogataea polymorpha CBS4732 ura3Δ обнаруживает большие дублированные сегменты в субтеломерных регионах» . Границы микробиологии . 13 : 855666. дои : 10.3389/fmicb.2022.855666 . ПМК 9019687 . ПМИД 35464988 .
Библиография
[ редактировать ]- колесо Масуда Рамезани; Корнелис П. Холленберг; Юрген Лаубер; Хольгер Ведлер; Эйке Грисс; Кристиан Вагнер; Кай Альберманн; Жан Хани; Майкл Пионтек; Ульрике Далемс; Герд Геллиссен (2003). « Геном Hansenula polymorpha (штамм CBS4732) - секвенирование и анализ» . Исследование дрожжей FEMS . 4 (2): 207–215. дои : 10.1016/S1567-1356(03)00125-9 . ПМИД 14613885 .
- Герд Геллиссен; Готард на мне; Клод Гайярден; Джеймс М. Крегг; Энрико Берарди; Мартен Винхейс; Ида ван дер Клей (2005). «Новые платформы экспрессии дрожжей на основе метилотрофных Hansenula polymorpha и Pichia Pastoris и диморфных Arxula adeninivorans и Yarrowia lipolytica – сравнение» . Исследование дрожжей FEMS . 5 (11): 1079–1096. дои : 10.1016/j.femsyr.2005.06.004 . ПМИД 16144775 .
- Герд Геллиссен, изд. Hansenula полиморфа – биология и применение . Вайнхайм: Wiley-VCH. ISBN 3-527-30341-3 .
- Герд Геллиссен, изд. (2005). Производство рекомбинантных белков – новых микробных и эукариотических систем экспрессии . Вайнхайм: Wiley-VCH. ISBN 3-527-31036-3 .