Pichia pastoris

***Pichia pastoris*** é unha especie de lévedo metilótrofo (pode usar o metanol). É moi utilizado na produción de proteínas por medio de técnicas de ADN recombinante. Utilízase en investigacións bioquímicas e xenéticas en laboratorios académicos e na industria biotecnolóxica. *Pichia pastoris* é o nome común utilizado para o sistema de expresión, pero o nome da especie foi posteriormente reasisgnado co nome *Komagataella phaffii* debido aos resultados de análises de secuencias multixénicas.

## *P. pastoris* como sistema de expresión 
*P. pastoris* utilízase frecuentemente como sistema de expresión para a produción de proteínas. Varias propiedades de *P. pastoris* fano un organismo axeitado para esta tarefa: ten unha alta taxa de crecemento e pode crecer en medios simples e baratos. Pode crecer tanto en matraces coma nun fermentador, o que o fai adecuado para a produción a pequena ou a longa escala.

*P. pastoris* ten dous xenes de alcohol oxidase, chamados *Aox1* e *Aox2*, que teñen un forte promotor inducible. Estes dous xenes permiten que a especie poida usar o metanol como fonte de carbono e enerxía. Os promotores AOX son inducidos polo metanol e reprimidos por, por exemplo, a glicosa. Normalmente, o xene para a proteína desexada introdúcese na célula baixo o control do promotor de *Aox1*, o que significa que a produción de proteínas pode ser inducida pola adición de metanol. Nun vector de expresión moi usado, a proteína desexada prodúcese como produto de fusión co sinal de secreción do factor de apareamento α de *Saccharomyces cerevisiae* (lévedo de panadaría). Isto causa que a proteína sexa segregada no medio de crecemento, que facilita grandemente a posterior purificación da proteína. Algúns plásmidos dispoñibles comercialmente teñen estas características incorporadas (como o vector pPICZα).

## Produción bioterapéutica 
*Pichia pastoris* foi utilizado para a produción duns 500 compostos bioterapéuticos como, por exemplo, o interferón gamma. Porén, un inconveniente dese sistema de expresión de proteínas é a sobreglicosilación con estrutura alta en manosa, que é unha causa potencial de inmunoxenicidade.

## Comparación con outros sistemas de expresión 
Na investigación estándar en bioloxía molecular, a bacteria *Escherichia coli* é o organismo máis frecuentemente usado para a produción de ADN recombinante e proteínas, debido á alta taxa de crecemento de *E. coli*, unha boa taxa de produción de proteínas, e as condicións de crecemento pouco esixentes. A produción de proteínas en *E. coli* é xeralmente máis rápida que en *P. pastoris* por varias razóns: as células de *E. coli* competentes poden almacenarse conxeladas e desconxeladas inmediatamente antes do uso, mentres que as células de *P. pastoris* teñen que producirse inmediatamente antes do seu uso. Os rendementos da expresión en *Pichia* varía entre diferentes clons, e xeralmente debe cribarse un gran número de clons para a produción de proteínas antes de que se encontre un bo produtor. O tempo de indución óptimo de *P. pastoris* é usualmente da orde de días, mentres que *E. coli* adoita chegar ao seu rendemento óptimo en cuestión de horas despois da indución. A maior vantaxe de *P. pastoris* sobre *E. coli* é que este lévedo pode formar enlaces disulfuro e glicosilacións nas proteínas que produce. Isto significa que en caso de que os enlaces disulfuro sexan necesarios, *E. coli* podería orixinar unha proteína mal pregada, xeralmente insoluble e inactiva.

A especie ben estudada *Saccharomyces cerevisiae* é tamén utilizada como sistema de expresión con vantaxes similares sobre  *E. coli* e *Pichia*. Porén, *Pichia* ten dúas vantaxes principais sobre *S. cerevisiae* no laboratorio e instalacións industriais, que son:

En primeiro lugar, *Pichia* é un metilótrofo, o que significa que pode crecer simplemente con alcohol metanol como única fonte de enerxía. Pode cultivarse doadamente en suspensión de células en solucións razoablemente fortes de metanol que matarían outros microorganismos, un sistema que é barato de establecer e manter.

En segundo lugar, *Pichia* pode crecer en densidades celulares moi altas, e baixo condicións ideais pode multiplicarse ata o punto en que a suspensión celular é practicamente unha pasta. Como o rendemento de proteínas da expresión nun microbio é aproximadamente igual a multiplicar o produto da proteína producida por célula polo número de células; isto fai que *P. pastoris* teña un grande uso cando se trata de producir grandes cantidades de proteínas sen usar un equipo caro. Isto conseguiuse intercambiando os encimas responsables da glicosilación de tipo fúnxico, cos homólogos de mamífero. Así, o padrón de glicosilación alterado permitiu que a proteína sexa completamente funcional.

## *P. pastoris* como organismo modelo 
Outra vantaxe de *P. pastoris* é a súa semellanza co lévedo *Saccharomyces cerevisiae*. Como organismo modelo en bioloxía, que foi utilizado para múltiples propósitos ao longo da historia, *S. cerevisiae* está moi ben estudado. Estas dúas especies de lévedos teñen condicións de crecemento e tolerancias similares, polo que o cultivo de *P. pastoris* pode adoptarse facilmente nos laboratorios, sen ter que utilizar un equipo especial.

O xenoma de *P. pastoris* GS115 foi secuenciado polo Instituto de Flandres de Biotecnoloxía e a Universidade de Gante e publicado en *Nature Biotechnology*. A secuencia xenómica e anotación de xenes pode consultarse a través do sistema ORCAE.

## Notas