關(guān)鍵詞:密碼子優(yōu)化技術(shù)服務(wù)|實驗技術(shù)服務(wù)
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密碼子優(yōu)化技術(shù)服務(wù)|實驗技術(shù)服務(wù)——pCzn1質(zhì)粒+Arctic Express宿主菌低溫表達體系。
我們具備豐富的蛋白表達設(shè)計經(jīng)驗及實驗操作技巧，承諾客戶不成功不收費。我們所有的實驗數(shù)據(jù)真實可信，我們提供原始的表達菌株和克隆質(zhì)粒，客戶可以依據(jù)我們的實驗報告重復(fù)我們的實驗結(jié)果。
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測序?qū)嶒灹鞒蹋?br> 服務(wù)內(nèi)容
遺傳密碼有64種，但是絕大多數(shù)生物傾向于利用這些密碼子中的一部分。那些被*頻繁利用的稱為*佳密碼子(optimal codons)，那些不被經(jīng)常利用的稱為稀有或利用率低的密碼子(rare or low-usage codons)。實際上用做蛋白表達或生產(chǎn)的每種生物（包括大腸桿菌﹑酵母﹑哺乳動物細胞﹑Pichia﹑植物細胞和昆蟲細胞）都表現(xiàn)出某種程度的密碼子利用的差異或偏愛。利用偏愛密碼子(preferred codons)并避免利用率低的或稀有的密碼子可以合成基因，基因的這種重新設(shè)計叫密碼子*佳化。
功能蛋白的外源宿主表達是現(xiàn)代生物技術(shù)的基礎(chǔ)，然而很多蛋白由于可能包含有抑制表達的因子：如有機體使用了不常用的密碼子等，在外源宿主中很難表達。日益發(fā)展的基因設(shè)計與合成技術(shù)使通過基因設(shè)計改善蛋白表達成為可能，例如，可以通過基因設(shè)計使基因與宿主的密碼子使用頻率相匹配來提高蛋白表達水平。金斯瑞基因設(shè)計不僅包括密碼子優(yōu)化，還包括mRNA結(jié)構(gòu)修正、翻譯起始位點的優(yōu)化等。
密碼子偏愛與蛋白表達
密碼子偏愛性在原核基因表達中已經(jīng)被證實是一個很重要的影響因素，它引起了同一密碼子在不同生物體之間，蛋白的表達水平之間以及同一操縱子的不同部位間利用率的改變。引起這種偏愛性差異的主要原因是不同細胞內(nèi)可用的tRNAs量的差異。因此優(yōu)化翻譯系統(tǒng)*佳的方法就是保持密碼子的使用頻率與同源tRNA之間的平衡。如在大腸桿菌中，AGG和AGA所對應(yīng)的tRNA分子就很少，這種差異很明顯會影響基因的表達。
將低利用率的密碼子替換成宿主常用密碼子
通常基因中包含的密碼子在特定宿主中的利用率越低，該種蛋白的表達量也就越少，甚至當這種密碼子存在與蛋白簇間或者N末端的時候表達量會更少。在不改變氨基酸序列的前提下將低利用率的密碼子替換為宿主常用密碼子能提高功能蛋白的表達水平。
去除問題密碼子
任何來源的密碼子如果在宿主生物體內(nèi)的利用率低于5%到10%時, 就會出現(xiàn)表達抑制，當這些低利用率密碼子臨近或相連時, 對蛋白表達的影響更大。去除低利用率的密碼子或者容易被誤讀為終止信號的密碼子能夠防止低表達或者不表達。
哺乳動物細胞表達病毒蛋白
病毒基因經(jīng)過合適的處理也能在哺乳動物細胞成功表達，病毒基因密集的信息常常引起閱讀框重疊，許多病毒基因能夠逆序編碼。病毒基因不僅表達目的蛋白也表達調(diào)控元件，因此能夠平均提高蛋白表達量達28%。通過對病毒密碼子進行優(yōu)化以增加靶點免疫原性對于DNA疫苗的研究非常重要。
其他影響因素
雖然密碼子偏愛在基因表達中起著重要的作用，但表達載體和轉(zhuǎn)錄啟動子的選擇同樣重要，N端核苷酸序列的蛋白表達對于低利用率密碼子和接近起始位點的密碼子AUG非常敏感。翻譯與mRNA的穩(wěn)定性間也存在著相互的影響，雖然降低翻譯效率會使mRNA由于缺少了核糖體的保護而更容易被endo-RNAses分解，但目前還沒有它們之間影響的完整解釋。穩(wěn)定mRNA二級結(jié)構(gòu)和接近5'端的分子也對基因表達有重要的影響。利用翻譯時目的基因上游的開放式閱讀框能夠成功提高難度基因的表達效率。
【目的】利用密碼子優(yōu)化技術(shù),提高甘油脫氫酶基因gldA在大腸桿菌中的表達水平。
【方法】針對gldA起始密碼子下游區(qū)域,優(yōu)先選擇AT含量*高的同義密碼子,從而在不改變氨基酸序列的前提下,提高該區(qū)域的AT含量。利用大引物PCR的方法對野生型gldA-WT進行定點突變,獲得優(yōu)化型基因gldA-4,與pET-32a（＋）連接后,構(gòu)建表達質(zhì)粒pET-gldA-4,轉(zhuǎn)入E.coli BL21（DE3）,得到工程菌E.coli-4。同時,設(shè)定包含gldA-WT的工程菌E.coli-WT作為對照,搖瓶發(fā)酵后,以甘油為底物檢測比較表達產(chǎn)物的酶活力。
【結(jié)果】gldA-4相對gldA-WT而言,改變了第2、5、6位密碼子中的4個堿基,AT含量從53.3%提高到80.0%。相應(yīng)地,E.coli-4的粗酶液的酶活力為191.3 U/mL,比E.coli-WT的48.3 U/mL提高了3倍多。