[发明专利]一种优化外源基因在大肠杆菌中翻译速度的方法

说明书

本发明公开了一种优化外源基因在大肠杆菌中翻译速度的方法，包括如下步骤：首先，对于SD序列类似结构使基因翻译短暂停顿的效应，将成对的氨基酸的所有密码子组合情况都与大肠杆菌SD序列进行序列比对，使用大肠杆菌SD类似结构效应重新定义的偏好密码子；然后，再结合tRNA循环使用效应，将序列中会表达为同种氨基酸的密码子全部转换为重新定义之后的偏好密码子。本发明结合了密码子偏好性效应、tRNA的循环使用效应及SD序列类似结构使翻译短暂停顿效应等理论知识，针对大肠杆菌设计出综合三种效应的、合理的算法来对外源基因的密码子使用情况进行优化。

技术领域

本发明涉及基因领域，具体涉及一种优化外源基因在大肠杆菌中翻译速度的方法。

背景技术

目前，关于密码子使用影响基因翻译的研究大多都停留在单因素上，大多数的研究方式为理论研究同时结合相应的实验验证，通过控制变量法可以确定单个因素对基因的翻译效率是否存在影响，而且关于基因翻译速率的工作大多数都是关于密码子的偏好性的。对现存因素的结合效应的探究工作则是少之又少。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种优化外源基因在大肠杆菌中翻译速度的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种优化外源基因在大肠杆菌中翻译速度的方法，包括如下步骤：

首先，对于SD序列类似结构使基因翻译短暂停顿的效应，将成对的氨基酸的所有密码子组合情况都与大肠杆菌SD序列进行序列比对，其中必然有一个最不类似的密码子组合，那么对于400种成对氨基酸的组合都有最优的密码子组合与之相对应；将这400种最优密码子组合整理出来，然后对这400种最优密码子组合中的每种氨基酸的密码子进行计数，对于每种氨基酸的密码子，在这400种最优密码子组合中的计数次数最多的说明其最优的可能性最大，将其作为该种氨基酸的最优密码子，即使用大肠杆菌SD类似结构效应重新定义的偏好密码子；

然后，再结合tRNA循环使用效应，将序列中会表达为同种氨基酸的密码子全部转换为重新定义之后的偏好密码子。

本发明结合了密码子偏好性效应、tRNA的循环使用效应及SD序列类似结构使翻译短暂停顿效应等理论知识，针对大肠杆菌设计出综合三种效应的、合理的方法来对外源基因的密码子使用情况进行优化。

附图说明

图1为结合偏好密码子效应与tRNA循环使用效应的方法图。

图2为SD序列类似结构使翻译短暂停顿效应的方法图。

图3为SD序列类似结构使翻译短暂停顿效应的改进方法图

图4为本发明实施例一种优化外源基因在大肠杆菌中翻译速度的方法的流程图。

图5为三种GFT的蛋白表达量图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合偏好密码子效应与tRNA循环使用效应方法

(1)首先根据大肠杆菌的偏好密码子效应找到偏好密码子，具体的方法是根据大肠杆菌的tRNA使用丰度来确定偏好密码子，对于同一种氨基酸，丰度较高的tRNA所对应的密码子即为该氨基酸的偏好密码子；

(2)然后根据tRNA循环使用效应使用上一步确定的偏好密码子对序列进行优化。具体做法为将序列中会表达为同一种氨基酸的密码子全部转换为其对应的偏好密码子。例如序列中出现ATC这个密码子，就可以根据大肠杆菌中的密码子偏好性将ATC这个密码子转换为tRNA使用丰度相对较高的GTC密码子，

(3)以此类推即可对整段序列进行优化。