Vari sistemi di espressione sono stati sviluppati oggi e sono molto ben consolidati in commercio, specialmente per ottenere proteine ricombinanti. I sistemi di espressione utilizzati includono colture di mammiferi e insetti, Escherichia coli e batteri. L'espressione nel bacillo è il sistema prominente che viene utilizzato. Ferdinand Cohn fu il primo a descrivere il genere Bacillus nel 1872 e comprende un gran numero di specie batteriche gram-positive come Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium e Bacillus.
Bacillus Subtilis
Il Bacillus subtilis è un batterio gram-positivo comunemente presente nel terreno e contiene solo una singola membrana che lo rende un quadro ideale per la secrezione di molecole organiche. Il Bacillus subtilis è un ospite attraente per la produzione di proteine perché ha la capacità di secernere enzimi extracellulari direttamente nel terreno di coltura. Ha anche una grande capacità escretoria. Il bacillus subtilis è stato utilizzato per migliorare la qualità e la quantità delle proteine estranee secrete come l'interferone, l'ormone della crescita, il pepsinogeno e il fattore di crescita epidermico. Tuttavia, B. subtilis produce e secerne alti livelli di proteasi extracellulari che degradano le proteine estranee secrete. Il bacillo manca anche di vettori inducibili ben regolati che limitano l'ampia applicazione del sistema B. subtilis.
Bacillus Anthracis
Il bacillus anthracis è un batterio gram-positivo che forma batteri che risiedono nel terreno . All'ingresso in un ospite umano, può proliferare rapidamente e causare l'antrace, una malattia che coinvolge la tovemia e la setticemia. Un esempio degli effetti negativi del Bacillus anthracis era il suo potenziale utilizzo nella guerra biologica come dimostrato nel sistema postale statunitense nel 2001. Il gene che specifica la capsula ei fattori tossici responsabili dell'antrace si trovano su due plasmidi, pXO1 e pXO2 e la trascrizione di questi geni viene attivato dal regolatore AtxA durante la moltiplicazione vegetativa. Gli studi sul Bacillus anthracis si sono incentrati principalmente sull'espressione di geni associati al più diffuso fattore di virulenza, la tossina di antrace composta da antigeni protettivi (PA). L'antigene protettivo di Bacillus anthracis è il principale immunogeno protettivo dell'attuale vaccino umano contro l'antrace.
Bacillus Megaterium
Il bacillus megaterium è uno dei bacilli più grandi trovati nel suolo. Si trova in molte nicchie ecologiche perché cresce in un'ampia varietà di forniture di carbonio. Il sistema di espressione di B. megaterium fornisce uno strumento flessibile e facile da gestire per la produzione di proteine stabili e ad alto rendimento. Questo è dovuto a diverse ragioni; in primo luogo, il B. megaterium non possiede proteasi alcaline che gli consentano di essere una buona clonazione ed espressione di proteine estranee senza degradazione. In secondo luogo, il batterio secerne prontamente le proteine nel mezzo di crescita e in terzo luogo, non si trovano endotossine nella parete cellulare. Produce diversi enzimi, come l'amilasi utilizzata nelle industrie del pane e la penicillina amidasi utilizzata per la produzione di antibiotici.
Bacillus Brevis
Il Bacillus brevis è stato utilizzato con successo per produrre proteine eterologhe (proteine che differiscono nella struttura ). Non è stato fatto molto studio sul bacillus brevis, ma è noto che produce proteine solubili, che sono insolubili quando sono prodotte dal sistema di E. coli. È anche un ospite sicuro, facile da coltivare e sterilizzare. Il principale svantaggio che limita il suo utilizzo è la bassa resa di proteine.
