[發明專利]一種蛋白質表達體系的密碼子優化方法及蛋白質表達體系

在審

• 申請號: 202211060298.6
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN116417065A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 郭敏;熊亮;周偉峰;徐麗瓊;徐秀珍;唐磊;曹平生;于雪
• 申請（專利權）人: 康碼（上海）生物科技有限公司
• 主分類號: G16B30/00
• 分類號: G16B30/00;G16B25/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種蛋白質表達體系的密碼子優化方法及蛋白質表達體系，該密碼子優化方法基于所述蛋白質表達體系中細胞提取物的來源物種的核糖體蛋白，對編碼所述核糖體蛋白的DNA序列的密碼子進行統計，獲得核糖體蛋白氨基酸序列中每種氨基酸殘基對應的同義密碼子中各密碼子的相對頻率，選擇相對頻率最高的密碼子，并將該密碼子用作目標蛋白的氨基酸序列中同種氨基酸殘基的密碼子。本發明的密碼子優化方法能在使用較少計算資源的情況下，快速獲得一個不含特定位點，且相較于優化前具有較高蛋白表達效率的DNA序列。

技術領域

本發明屬于生物合成技術領域，尤其涉及一種蛋白質表達體系的密碼子優化方法及蛋白質表達體系。

背景技術

密碼子優化即通過改變待表達目標蛋白質的DNA編碼序列，以達到提高目標蛋白質在表達體系內的表達量和/或表達活性的操作。

密碼子優化過程需要考慮的因素主要有：DNA及其轉錄出的mRNA的理化性質、蛋白質表達體系的密碼子偏好性、目標蛋白質的二維和三維結構等。目前常見的蛋白質表達體系的密碼子優化方法考慮的主要參數包括：宿主細胞中基因的密碼子偏好性、宿主細胞二聯密碼子偏好性、宿主細胞tRNA拷貝數、GC含量和mRNA二級結構等。

理論上，由于同義密碼子的存在，用于表達同一個目標蛋白的DNA序列種類非常多，并且該DNA序列種類數會隨著蛋白質氨基酸序列長度的增加而呈幾何級數增長。舉例來說，假設待表達目標蛋白的氨基酸序列為a₁a₂...a_n，第m位氨基酸殘基(m為自然數，且1≤m≤n)對應的同義密碼子的數量為x_m，則該蛋白氨基酸序列對應的DNA編碼序列的種類數為：

舉例來說，對于下列一段長度為40個氨基酸殘基的多肽：

DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV，

根據下列20種天然氨基酸列表和對應于每一種氨基酸的密碼子表，

20種天然氨基酸列表