大肠杆菌终止密码子前后序列碱基的统计分析

统计了大肠杆菌９８５个基因终止密码子前３１个碱基和终止密码子后３３个碱基在各个位点的碱基概率分布．发现终止密码子前３个碱基和终止密码子后３个碱基的概率分布与其它位点的概率分布有很大的差别．以ＴＡＡ结尾的基因序列和以ＴＡＧ或ＴＧＡ结尾的基因序列的碱基分布在终止密码子附近也有明显不同．我们又统计了高表达基因和低表达基因终止密码子前后序列的碱基分布,发现在紧邻终止密码子前后３个碱基范围内,某些碱基分布有明显的差别．还发现碱基Ｇ和碱基Ｔ的３周期分布贯穿整个编码区,碱基Ａ的３周期分布在编码终止区非常明显．     

雌雄异株植物MADS-box基因密码子偏好性分析

为了解雌雄异株植物间MADS-box基因家族的密码子使用偏好性特点,以拟南芥为参照,利用Gen-Bank Feature Extractor,Codonw和CUSP等软件对已发表的雌雄异株植物MADS-box基因序列的密码子偏好性进行分析,发现拟南芥及雌雄异株植物中均偏好使用密码子第3位点为U和A的密码子.再运用SPSS11.5对拟南芥和雌雄异株植物的MADS-box基因密码子偏好性进行聚类分析,发现雌雄异株植物与拟南芥在MADS-box基因的密码子选择偏好方面的差异不显著.从而得出雌雄异株植物对MADS-box基因密码子偏好性不具有显著影响.     

小鲵科动物Cytb基因密码子偏好性分析

利用Mobyle在线工具的CUSP程序以及CodonW、Cluster3.0软件对NCBI数据库中16种小鲵科动物的细胞色素b(Cytochrome b,Cytb)基因密码子偏好性进行了分析,并探讨密码子偏好性对系统发育分析的影响。结果表明:16种小鲵科动物Cytb基因的有效密码子数范围为34.45~47.18,平均值为41.01,该基因有密码子使用偏好。该基因在组成上偏好使用以A或T碱基结尾的密码子。通过计算各物种每个密码子的同义密码子相对使用度值并做密码子和物种的分层聚类发现,在不同属间密码子使用的模式明显不同。基于Cytb基因密码子偏好性的物种聚类结果与基于Cytb基因序列构建的最大似然法和贝叶斯系统发育树结果不完全一致。     

栖热菌噬菌体TSP4密码子偏嗜性及其对基因异源表达的影响

 为了探索噬菌体TSP4、栖热菌模式菌株Thermus thermophilus HB27中6种蛋白编码序列和Escherichia coli基因组遗传密码子使用偏嗜性,探索TSP4基因密码子偏嗜性对其基因异源表达的影响本研究利用生物学软件Editseq和RSCU算法统计噬菌体TSP4密码子使用频率并分析其偏嗜性,与栖热菌HB27的同源基因以及常温菌E.coli基因组的密码子使用偏嗜性进行对比分析.结果显示,噬菌体TSP4与栖热菌HB27优势密码子相似度高达85%,而与E.coli的相似性仅有65%.为了验证分析结果,选取TSP4基因组中一个潜在分子伴侣基因序列在E.coli BL21和E.coli Rosetta(补充了BL21菌株中缺失的6个稀有密码子)中进行异源表达.噬菌体TSP4与其宿主菌HB27之间密码子高相似性说明在长期的进化过程中TSP4在基因水平上形成对宿主的一种适应性机制.异源表达结果显示,分子伴侣基因在E.coli BL21中未见明显表达,但在Rosetta中高效表达,说明Rosetta中补充的 6个稀有密码子明显有助于分子伴侣基因的表达,该结果也进一步证明密码子偏嗜性是否一致在很大程度上影响基因的表达.     

猪β干扰素基因17位丝氨酸突变体重组酵母表达载体的构建

根据猪β干扰素基因序列设计一对引物,并按酵母密码子的偏好性,在引物中对稀有密码子进行同义突变,即第3位的TAT基因突变为TAC,第7位的CGA基因突变为AGA,第164位的CGG基因突变为CGT。同时,利用聚合酶链式反应基因定点突变技术,把17位的半胱氨酸密码子TGT突变为丝氨酸密码子TCT,构建poIFNβSer17...     

人hIGF-1在Pichia pastoris酵母中的分泌表达及表达产物的鉴定

根据人IGF-l(Human Insulin-like Growth Factor-1，hIGF-1)的天然基因序列，在尽量保存原基因序列的基础上，将一些密码子换成Richia pastoris酵母的偏爱密码子，人工合成hIGF-1双链DNA.将此合成基因整合人X-33酵母的染色体上，用Zeocin+平板筛选得到重组菌株.以胞外分泌的方式表达了hIGF-1蛋白，表达产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳和western-blot分析，得到该表达产物的相对分子质量约为7200.     

玉米同义密码子分析

利用现有的玉米基因组数据库数据,使用Codon w软件对筛选得到的29657个有效基因进行同义密码子使用的多变量分析.结果表明:在玉米中发现23个最优密码子,并且密码子第3位碱基呈现出明显的GC偏性.表明基因的GC含量直接影响玉米的密码子使用频率,同时片段长度越短,其最优密码子的使用频率越高.23个最优密码子的确定对玉米的基因改造和基因育种提供了重要的参考依据.     

两种超嗜热菌基因组中同义密码子使用的分析

对两种超嗜热菌敏捷气热菌(Aeropyrum pernix)和风产液菌(Aqui fex aeolicus)的密码子使用进行分析．相对密码子使用值(RSCU)的计算表明,它们在密码子使用上具有一定的相似性,但也有不同的使用模式,导致这一现象的机制可能存在差异．密码子RSCU值对应分析表明,两种菌中高表达基因均具有相对较高的GC含量,但基因表达水平对密码子使用偏好的影响程度却不一样．在A．pernix中,它是造成整个基因组密码子使用偏好的最主要因素,而在A．aeolicus中却不是．     

13种哺乳动物OTR密码子使用偏性及其聚类分析

目的研究13种哺乳动物催产素受体基因(OTR)密码子使用偏性,并探讨其影响因素;通过对偏性情况进行聚类分析,研究其与系统发育的关系.方法计算RSCU,CBI,ENC等密码子偏性指标,与可能的几种影响因素做相关性分析,采用SPASS 15.0软件,以相对同义密码子使用度为变量对偏性情况进行聚类分析.结果与结论 1)CUG,GUG,GCC,UUC,AUC,CGC为哺乳动物OTR使用频率较高的密码子;2)密码子第3位碱基的GC含量是影响哺乳动物OTR密码子偏性的主要因素,基因的GC含量次之,而芳香族氨基酸的含量和蛋白疏水水平对其密码子使用偏性的影响不大;3)对于功能相同的基因,亲缘关系相近的物种密码子使用偏性指标较接近,但某些物种仍有一定差异.     

位点特异性频率模型在昆虫分子系统发育分析中的应用

根据位点特异性频率模型(site-specific rate model),利用PAUP软件,对线粒体COI基因序列不同密码子位点的数据模块分别进行了豉甲科和水生肉食亚目在亚科或科水平上的系统发育学分析,结果表明第二密码子数据模块获得的系统分析结果与形态学分析结果一致。表明位点特异性频率模型在线粒体COI基因作为标记来进行昆虫分子系统发育分析上获得了更好的效果。     

癌基因中的密码子使用

对１９９３年Ｅｎｔｒｅｚ８．０基因库中的癌基因的密码子使用进行了统计分析，给出了家族的归１０００的密码子使用频率，同义密码子使用频率，氨基酸相对丰度，并与非癌普通基因ＰＲＩ（灵长类）进行了比较，结果表明，癌基因与非癌基因对密码子的使用不同，在氨基酸丰度上有差异；各个家族的癌基因对密码子的使用及氨基酸的相对丰度都人特殊性。     

遗传密码的逻辑和稳定性原理

引入突变危险性函数M_D和M_D的统计极值原理,作为分析密码逻辑的出发点。讨论了单密码子近似下密码字典的整体M_D极小化,由拉格朗日乘子法导出了和实验相符的结果。进一步的近似可以导出密码字典中的亲水-疏水畴,也和氨基酸和反密码子的实验资料一致。由密码子相互作用可给出密码子分布和非标准密码。     

重组海葵毒素AP-b毕赤酵母表达体系的建立及其鉴定

按照毕氏酵母的偏爱密码子,设计并合成了海葵毒素AP-b的基因序列,将合成基因序列通过一系列操作导入毕氏酵母表达载体pPICZa中,以电穿孔方法转化毕氏酵母菌株X33,通过PCR法鉴定,筛选出能够表达重组海葵毒素的酵母菌株.结果表明,构建出海葵毒素AP-B毕赤酵母真核表达体系,并鉴定出4株含有海葵毒素基因的毕赤酵母工程菌.     

原核生物和酵母基因组中起始密码的特征分析

提出了一个识别基因起始密码子的第一ATG规则，用酵母基因组中的已知基因检验，正确率为99．9％；用大肠杆菌基因组中已知以ATG起始的基因进行检验，正确率为92．9％；用枯草杆菌基因组中已知以ATG起始的基因的进行检验，正确率为81．0％，统计了L－Ter（上游最后一个终止密码）到起始密码子之间的距离（记为D值），酵母的平均长度是17个碱基；在大肠杆菌和枯草杆菌中，以ATG起始的基因的D值分别是36和33个碱基；以非ATG起始的基因的D值分别是39和32个碱基；解释了真核和原核生物D值差别的原因；发现大肠杆菌和枯草杆菌中，以ATG起始的基因和以非ATG起始的基因序列的构造差异。认为L－Ter到起始密码子之间的序列可能是mRNA先导充列的主要结构。     

冠状病毒同义密码子使用对mRNA二级结构的影响

从NCBI中获得了45种冠状病毒的mRNA序列总计416条.分别计算了每条编码序列中相对同义密码子使用度(RSCU),然后预测每条mRNA序列的RNA二级结构,计算相应mRNA茎结构含量、环结构含量、单位平均折叠自由能以及mRNA柔性.由此,建立了冠状病毒mRNA二级结构数据库.在此基础上,分析每条mRNA序列同义密码子使用度与mRNA二级结构之间的相关性.分析结果表明,有90%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA茎结构含量显著相关;有75%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA环结构含量显著相关;有90%的氨基酸所对应的密码子使用度与单位平均折叠自由能显著相关;有85%的氨基酸所对应的密码子使用度与mRNA柔性显著相关.进一步分析发现,同时与茎结构含量和环结构含量都显著相关的密码子,它们的使用度与两种结构含量的相关性截然相反,在所选的参量中,柔性与同义密码子使用度显示出更好的相关性.结果证实,冠状病毒同义密码子的使用对mRNA二级结构存在很大的影响.     

水蛭素基因植物表达载体的构建

在不改变水蛭素原氨基酸序列前提前下,根椐植物基因密码子选择偏向,对水蛭素基因序列进行了改造．在设计和合成的水蛭素基因序列中添加了先导链、poly(A)尾、XbaⅠ和SacⅠ双酶切位点．将所合成序列与双元载体pBI121重组,构建成pBI121-hir植物高效表达载体．经抗性筛选法、琼脂糖凝胶电泳和测序3种方法鉴定,该载体构建成功．     

大肠杆菌的同义密码子使用偏性对蛋白质折叠速率的影响

考虑到同义密码子使用偏性的物种差异性,选取大肠杆菌的54条核蛋白为研究对象,将每条核蛋白按二级结构截取出α螺旋片段、β折叠片段和无规卷曲(α-β混合)片段,然后找到每个片段相关的核酸序列信息,计算其同义密码子使用度和相应肽链的折叠速率.在此基础上,分析了同义密码子使用偏性和相应肽链折叠速率之间的相关性,发现对于不同二级结构类的肽链片段,都有部分密码子的使用偏性与其对应的肽链折叠速率显著相关.因此,在蛋白质折叠中,同义密码子的使用偏性起着重要作用.     

蛋白质二级结构中对应的密码子关联的进一步讨论

从概率论的角度出发,以人和大肠杆菌蛋白质为模式,研究了蛋白质二级结构中有显著统计意义的mRNA序列上的密码子上下文关联,以及蛋白质序列上的氨基酸上下文关联.从而给出了99%置信水平上的各二级结构中的反常密码子上下文关联偏好型.为了进一步检查反常密码子关联对二级结构的影响是否有位点保守性,研究了密码子上下文关联以及氨基酸上下文关联与二级结构位点的关系,结果显示反常密码子关联与二级结构位点没有强关联.所得结果可以给出哪些密码子的上下文关联对蛋白质二级结构有影响,且对改进蛋白质二级结构的预测有一定的参考价值.     

不同基因组中同义密码子重复序列的分析与比较

以闪烁古生球菌、枯草杆菌、大肠杆菌、酵母、线虫和拟南芥基因组中所有ORF序列为样本,对编码序列中同义密码子重复序列和对应氨基酸重复序列的有关性质进行了分析.结果显示同义密码子重复序列中密码子的使用与全部编码序列的密码子使用有明显的差别,部分密码子的使用随着重复长度的增加,偏置增大.相同密码子2联体在同义密码子4和5联体中的位置明显偏好两端.同时给出了各密码子的联体能力,讨论了联体能力的大小与密码子碱基构成的关系.对于氨基酸重复序列,氨基酸重复片段数的对数随重复长度分布呈对数下降.重复序列中氨基酸的含量与全序列氨基酸的含量有显著差别,有些氨基酸随着重复长度的增加其含量偏置增大.亲水、小体积和非极性氨基酸容易形成长的联体,疏水、极性和大体积氨基酸形成的最大联体长度较短.最后,对6种模式生物进行了比较,讨论了上述结果与生物进化的关系.     

高频密码子分析法及其在烟草密码子分析中的应用

利用自编的RFCS程序计算同义密码子相对使用频率（RFSC），并根据RFSC值筛选出高频密码子，将高频密码子分析法筛选出的酵母Y.lipolytica高频密码子和传统的高表达优越密码子分析法筛选出的优越密码子进行比较，证实高频密码子分析法的可靠性。应用高频密码子分析法分析烟草的256个cDNA全序列，计算出同义密码子的相对使用频率，初步确定烟草的高频密码子， 为外源基因在烟草中的表达提供参考。