Biểu hiện gen mã hóa cellulase trong E coli

5. Ý nghĩa khoa học thực tiễn của luận án

1.3.1. Biểu hiện gen mã hóa cellulase trong E coli

Do vi khuẩn E. coli sinh trưởng nhanh, thuận tiện cho các thao tác sinh học phân tử nên nó thường được chọn để biểu hiện gen dùng cho những mục đích nghiên cứu khác nhau. Với mong muốn sản xuất ra một lượng lớn -glucanase, người ta đã sử dụng E. coli để biểu hiện các gen mã hóa -glucanase.

Yang và đtg (2010) đã nhân dòng và biểu hiện cellulase bền nhiệt từ chủng

Bacillus subtilis 15 trong E. coli BL21 (DE3). Hoạt tính cellulase tái tổ hợp đạt 6,78 U/ml, cao hơn nhiều so với enzyme ban đầu (đạt 2,82 U/ml). Nhiệt độ và pH tối ưu là 60C và pH 6, hoạt tính còn hơn 90% sau khi ủ 2 giờ ở 65C [181]. Năm 2011, Peng và đtg đã biểu hiện thành công gen mã hóa cellulase bền nhiệt từ Clostridium thermocellum trong E. coli. Hoạt tính enzyme tái tổ hợp đạt 6,4 U/ml, tăng 1,5 lần so với chủng tự nhiên [138].

Không chỉ có gen mã hóa -glucanase từ prokaryote được biểu hiện trong

E. coli mà những gen mã hóa β-glucanase từ eukaryote cũng được biểu hiện trong E. coli. Một số gen như egl tách từ Rhizopus stolonifer var. reflexus TP-02 và β-glucanase I, II, III tách từ Trichorderma reesei QM9414 đã được biểu hiện trong E. coli với hoạt tính enzyme tái tổ hợp đạt 0,715 U/ml [165] và hoạt tính

đặc hiệu với cơ chất CMC của EG I, II, III tái tổ hợp tương ứng là 65, 49 và 15 U/mg [122].

Tuy nhiên, các -glucanase do gen mã hóa có nguồn gốc từ eukaryote được biểu hiện trong E. coli còn tồn tại một số vấn đề như chúng không hình thành được đúng cấu trúc giống trong tự nhiên và các protein được biểu hiện thường ở dạng không tan. Thêm vào đó, quá trình sửa đổi sau dịch mã rất cần thiết để hình thành các protein có hoạt tính đã không xảy ra ở E. coli. Vì vậy để giải quyết vấn đề này người ta đi theo hướng đưa các protein tái tổ hợp tiết ra ngoài môi trường nuôi cấy bằng cách sử dụng các promoter, trình tự tín hiệu và các vật chủ khác nhau để biểu hiện ở một số điều kiện hoặc biểu hiện cùng các chaperone giúp hình thành các protein có hoạt tính. Ngoài ra, protein ngoại bào còn có một số thuận lợi so với protein nội bào như là hầu hết nó ở dạng hòa tan, có hoạt tính sinh học và ít bị phân cắt bởi protease. Quan trọng hơn là việc tinh sạch protein ngoại bào đơn giản và ít tốn kém hơn nội bào [47].