[發明專利]一種優化外源基因在大腸桿菌中翻譯速度的方法

有效

• 申請號: 201810493075.6
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108681658B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 葉遠濃;張曉婭;黃夢雅;曾柱
• 申請（專利權）人: 貴州醫科大學
• 主分類號: G16B30/00
• 分類號: G16B30/00;G16B40/00
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 孔德超

本發明公開了一種優化外源基因在大腸桿菌中翻譯速度的方法，包括如下步驟：首先，對于SD序列類似結構使基因翻譯短暫停頓的效應，將成對的氨基酸的所有密碼子組合情況都與大腸桿菌SD序列進行序列比對，使用大腸桿菌SD類似結構效應重新定義的偏好密碼子；然后，再結合tRNA循環使用效應，將序列中會表達為同種氨基酸的密碼子全部轉換為重新定義之后的偏好密碼子。本發明結合了密碼子偏好性效應、tRNA的循環使用效應及SD序列類似結構使翻譯短暫停頓效應等理論知識，針對大腸桿菌設計出綜合三種效應的、合理的算法來對外源基因的密碼子使用情況進行優化。

技術領域

本發明涉及基因領域，具體涉及一種優化外源基因在大腸桿菌中翻譯速度的方法。

背景技術

目前，關于密碼子使用影響基因翻譯的研究大多都停留在單因素上，大多數的研究方式為理論研究同時結合相應的實驗驗證，通過控制變量法可以確定單個因素對基因的翻譯效率是否存在影響，而且關于基因翻譯速率的工作大多數都是關于密碼子的偏好性的。對現存因素的結合效應的探究工作則是少之又少。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種優化外源基因在大腸桿菌中翻譯速度的方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種優化外源基因在大腸桿菌中翻譯速度的方法，包括如下步驟：

首先，對于SD序列類似結構使基因翻譯短暫停頓的效應，將成對的氨基酸的所有密碼子組合情況都與大腸桿菌SD序列進行序列比對，其中必然有一個最不類似的密碼子組合，那么對于400種成對氨基酸的組合都有最優的密碼子組合與之相對應；將這400種最優密碼子組合整理出來，然后對這400種最優密碼子組合中的每種氨基酸的密碼子進行計數，對于每種氨基酸的密碼子，在這400種最優密碼子組合中的計數次數最多的說明其最優的可能性最大，將其作為該種氨基酸的最優密碼子，即使用大腸桿菌SD類似結構效應重新定義的偏好密碼子；

然后，再結合tRNA循環使用效應，將序列中會表達為同種氨基酸的密碼子全部轉換為重新定義之后的偏好密碼子。

本發明結合了密碼子偏好性效應、tRNA的循環使用效應及SD序列類似結構使翻譯短暫停頓效應等理論知識，針對大腸桿菌設計出綜合三種效應的、合理的方法來對外源基因的密碼子使用情況進行優化。

附圖說明

圖1為結合偏好密碼子效應與tRNA循環使用效應的方法圖。

圖2為SD序列類似結構使翻譯短暫停頓效應的方法圖。

圖3為SD序列類似結構使翻譯短暫停頓效應的改進方法圖

圖4為本發明實施例一種優化外源基因在大腸桿菌中翻譯速度的方法的流程圖。

圖5為三種GFT的蛋白表達量圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

結合偏好密碼子效應與tRNA循環使用效應方法

(1)首先根據大腸桿菌的偏好密碼子效應找到偏好密碼子，具體的方法是根據大腸桿菌的tRNA使用豐度來確定偏好密碼子，對于同一種氨基酸，豐度較高的tRNA所對應的密碼子即為該氨基酸的偏好密碼子；

(2)然后根據tRNA循環使用效應使用上一步確定的偏好密碼子對序列進行優化。具體做法為將序列中會表達為同一種氨基酸的密碼子全部轉換為其對應的偏好密碼子。例如序列中出現ATC這個密碼子，就可以根據大腸桿菌中的密碼子偏好性將ATC這個密碼子轉換為tRNA使用豐度相對較高的GTC密碼子，

(3)以此類推即可對整段序列進行優化。