Развитие применения видов Bacillus в промышленном производстве

Виды Bacillus по-прежнему остаются основными бактериальными продуцентами в микробных ферментационных процессах. Bacillus subtilis (natto) — ключевой микроорганизм традиционной ферментации соевых бобов с получением натто; некоторые виды Bacillus включены в перечень FDA GRAS (признаны безопасными в целом). Способность отдельных штаммов Bacillus синтезировать и секретировать большие количества внеклеточных ферментов (20–25 г/л) вывела их в число важнейших промышленных продуцентов ферментов. Способность разных видов ферментировать в кислой, нейтральной и щелочной среде, а также наличие в этом роде термофильных микроорганизмов способствовали разработке разнообразных коммерческих ферментных продуктов с заданными характеристиками активности и стабильности при определённых температурах и значениях pH для решения широкого спектра специализированных задач. Для создания этих продуктов применяли классические методы мутагенеза и (или) отбора в сочетании с современными стратегиями клонирования и белковой инженерии. Первоначально считалось, что получение и секреция высоких уровней чужеродных рекомбинантных белков в системах на основе Bacillus ограничены деградацией продуктов протеазами хозяина. Недавние исследования показали, что медленное сворачивание гетерологичных белков на границе клеточной мембраны и клеточной стенки грамположительных бактерий делает их уязвимыми для атаки протеазами, связанными с клеточной стенкой. Кроме того, наличие тиол-дисульфидных оксидоредуктаз у B. subtilis может способствовать секреции белков, содержащих дисульфидные связи. Дальнейшее изучение сложного аппарата транслокации белков у грамположительных бактерий должно помочь устранить существующие проблемы секреции и превратить виды Bacillus в ведущие системы-продуценты гетерологичных белков. Штаммы Bacillus также были разработаны и генетически модифицированы для промышленного получения нуклеотидов, витамина рибофлавина, вкусообразующего вещества рибозы и пищевой добавки поли-γ-глутаминовой кислоты. После недавней характеристики генома B. subtilis 168 и некоторых родственных штаммов виды Bacillus готовы стать предпочтительными системами для производства множества новых и усовершенствованных продуктов в эпоху геномики и протеомики.