Durchbruch für eine schnellere und effizientere Enzymproduktion in Bacillus
Erstmals ist es dem Forschungsteam der Prozessentwicklung bei c-LEcta gelungen, eine Signalpeptidbank direkt im firmeneigenen Bacillus-Produktionsstamm zu erstellen und zu screenen.
Wenn wir an Bacillus als Produktionswirt denken, denken wir an seine Sekretionskraft: die Fähigkeit, Proteine durch die Membran direkt in das Wachstumsmedium zu exportieren. Die Effizienz der Sekretion hängt, neben vielen anderen Faktoren, von einem Exportsignal ab, dem so genannten Signalpeptid. Das Signalpeptid ist an das betreffende Gen fusioniert und spielt eine Schlüsselrolle bei der Translokation des neu synthetisierten Proteins. Es gibt jedoch kein einzelnes Signalpeptid, das gleichermaßen effizient auf eine Vielzahl von Zielenzymen wirkt. Daher muss die beste Kombination aus Signalpeptid und Zielenzym durch die Erstellung von Bibliotheken mit Hunderten von verschiedenen Signalpeptid/Zielprotein-Kombinationen ermittelt werden. Bislang wurden solche Bibliotheken in einem so genannten Screening-Wirt erzeugt und die ausgewählten Signalpeptid-Enzym-Kombinationen dann in einen Produktionswirt übertragen. Dieser Prozess war durch die Transformierbarkeit des Wirtsstammes begrenzt.
Das Forschungsteam der Prozessentwicklung bei c-LEcta hat nun ein sehr effizientes Protokoll für die Transformation des Produktionsstammes ausgearbeitet, das den Aufbau und das Screening von Signalpeptidbibliotheken direkt im Produktionsstamm ermöglicht. Ein Transfer zwischen Bacillus-Screening-Wirt und Produktionswirt ist nicht mehr erforderlich. Dies ist ein wichtiger methodischer Fortschritt bei der Verbesserung der Bacillus-Technologie von c-LEcta.
Der neue Ansatz wurde im Rahmen der Entwicklung eines neuen Enzymprodukts eingeführt. Als direktes Ergebnis dieser neuen Methodik konnte die Sekretionsausbeute des gewünschten Enzyms um fast das 30-fache gesteigert werden. Dies ist ein wichtiger Meilenstein bei der Expression des neuen Enzyms, das in naher Zukunft wahrscheinlich auch im industriellen Maßstab produziert werden wird.