Trong các thành phần cấu tạo của bào tử, đối tƣợng đƣợc quan tâm hơn cả là lớp áo. Chính nhờ lớp áo này mà bào tử có khả năng chống lại các dung môi hữu cơ hay lysozyme có ở môi trƣờng ngoài. Gần đây, những tài liệu về bào tử đã cho thấy rằng lớp áo bào tử thực ra rất linh động, có thể co lại hoặc phồng to [28]. Chính nhờ đặc điểm này mà tế bào có thể loại bớt nƣớc trong quá trình hình thành bào tử và hút nƣớc vào để nảy mầm. Ở B. subtilis ngƣời ta đã tìm thấy ít nhất hơn 20 loại polypeptide có mặt ở lớp áo (trong và ngoài) của bào tử, bảng 1.5 liệt kê một số loại protein này [27].
51
Bảng 1.5: Một số protein trong lớp áo bào tử vi khuẩn B. subtilis Loại peptide KLPT (kDa) Vị trí trong bào tử Vai trò
cotA 65 Lớp áo ngoài Chƣa biết rõ cotB 59 Lớp áo ngoài Chƣa biết rõ cotC 12 Lớp áo ngoài Chƣa biết rõ cotD 11 Lớp áo ngoài Chƣa biết rõ
cotE 24 Lớp áo ngoài Cần cho quá trình hình thành lớp áo ngoài cotG 24 Lớp áo ngoài Điều khiển quá trình lắp ráp của cotB cotH 42,8 Lớp áo trong Điều khiển quá trình lắp ráp của các
protein ở lớp áo ngoài
Lớp áo ngoài là nơi tập trung của 4 loại protein chính là cotA (65 kDa), cotB (59 kDa), cotG (37 kDa), cotC (12 kDa). Trong đó cotB, cotG và cotC đều chứa những trình tự lặp lại 12-13 acid amin giàu lysine và tyrosine [74]. Cho đến nay, vai trò và vị trí chính xác của nhiều loại protein bề mặt vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu một cách đầy đủ. Những nghiên cứu ban đầu để biểu hiện một protein ngoại lên bề mặt bào tử mới chỉ tập trung chủ yếu vào hai loại protein của lớp áo là cotB và cotC. Trên thực tế, hai yếu tố này của lớp áo dƣờng nhƣ không đóng vai trò cần thiết cho quá trình sinh nội bào tử cũng nhƣ sự nảy mầm. Điều đó càng khẳng định ƣu thế và tiềm năng sử dụng cotB hay cotC trong hệ thống biểu hiện bề mặt.
Nhƣ đã đề cập ở trên, cotB là một protein nằm ở lớp áo ngoài của bào tử. Gen mã hoá cho cotB chịu sự điều khiển bởi hai yếu tố là σκ và GerE, một loại protein gắn với DNA. CotB có đầu C ƣa nƣớc mạnh đƣợc tạo bởi trình tự lặp lại gồm 27 acid amin giàu serine, glutamine và lysine trong đó serine chiếm tới hơn 50% ở vùng đầu C. Quá trình sao chép gen cotB chỉ diễn ra trong tế bào mẹ mà không xảy ra ở trong tế bào đã tạo bào tử. Khi đã đƣợc tổng hợp trong tế bào chất của tế bào mẹ, cotB đƣợc lắp ráp xung quanh vùng tạo bào tử. Ngƣời ta cũng đã tìm đƣợc những bằng chứng cho thấy mối quan hệ phụ thuộc giữa cotB với các yếu tố cotE, cotG và cotH trong quá trình lắp ráp và hình thành dạng cấu trúc cuối cùng
52
của cotB [28]. Cũng giống nhƣ cotC, cotB và protein ngoại lai đƣợc dung hợp với nó sẽ không phải trải qua bƣớc chuyển qua màng tế bào nhƣ những hệ thống biểu hiện ở các vi khuẩn khác [27].