Verbesserung der Proteinproduktion in Hefezellen
Die Hefe Pichia pastoris wird häufig eingesetzt, um verwertbare Proteine herzustellen, von Lebensmittelenzymen bis hin zu Pharmazeutika. Die Gene, die für diese "fremden" Proteine kodieren, ersetzen das Gen AOX1 von P. pastoris, das normalerweise dafür sorgt, dass Hefe in Methanol wachsen kann. AOX1 und jedes Fremd-Gen, das es ersetzt, wird von Enhancer- und Repressorproteinen reguliert, die mit einem so genannten Promotor (spezifische DNA-Sequenz) interagieren. Da P. pastoris in Methanol kultiviert wird, aktivieren Enhancer-Proteine den AOX1-Promotor. Wird hingegen in Glukose kultiviert, schalten Repressorproteine den Promotor ab. Das EU-finanzierte Projekt AOX1 PROMOTER untersucht, über welche Mechanismen die Aktivität des AOX1-Promotors kontrolliert wird, um Promotoren und Hefestämme mit besserer Proteinausbeute zu erzeugen. Um mögliche Enhancer und Repressoren zu finden, wurde nach Proteinen gesucht, die an den AOX1-Promotor binden. Dabei wurden ein Enzymkomplex für Stoffwechselprozesse sowie die Proteine MIG1 und MIG2 identifiziert, die den AOX1-Promotor in Glukosemedium unterdrücken. Außerdem fanden die Forscher das Protein Mxr2p (Methanol-Expressionsregulationsprotein 2), das nur in Zellen produziert wird, die Methanol als einzige Energiequelle verwenden. Mxr2p-defiziente P. pastoris-Zellen verloren die Fähigkeit, in Methanol zu wachsen, was darauf hindeutet, dass Mxr2p den Methanolsignalweg aktiviert. Auf Basis dieser Daten erzeugten die Forscher einen Hefestamm, der den Enhancer Mxr2p überexprimiert, nicht jedoch die Repressoren Mig1 und Mig2, was die Proteinproduktion erhöht. Dieser Stamm könnte für die industrielle Produktion von Proteinen sowie die akademische Forschung interessant sein, die Proteine für experimentelle Zwecke benötigt.
Schlüsselbegriffe
Proteinproduktion, Hefe, Pichia pastoris, AOX1, Methanol
