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蒺藜苜蓿WRKY转录因子密码子使用偏好性分析 总被引：2，自引：0，他引：2
密码子使用偏好性普遍存在于各种生物中,但突变和自然选择压力对每种生物密码子使用偏好性不同.WRKY基因家族是一类只存在于植物的转录因子,主要参与植物体内转录调控和信号转导过程.本研究以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)WRKY转录因子(MtWRKY)为研究对象,揭示Mt WRKY基因密码子使用偏好性形成的主要因素,并筛选最优密码子.研究结果表明,代表MtWRKY基因的点均分布在有效密码子数(effective number of codons,ENC)标准曲线以下,表明密码子受自然选择压力或突变选择压力或其他因素影响;密码子第1、2位平均GC含量(GC12)与密码子第3位GC含量(GC3)相关性分析发现,GC12与GC3呈显著正相关(r=0.34,P＜0.01),表明突变压力导致密码子3个位点具有相似的GC含量;GC3s值分布在0.2～0.5之间,表明密码子使用偏好性主要受突变压力影响.奇偶偏好分析表明,MtWRKY基因第3位密码子CT含量＞AG含量.G和C(或者A和T)不成比例分布在密码子第3位上,表明密码子使用偏好性受到自然选择压力影响,但很可能突变压力仍起主要作用.最优密码子使用频率(frequency of optimal codons,Fop)与GC含量以及序列长度相关性分析发现,Fop与外显予GC含量呈显著正相关(r=0.57,P＜0.01),而与内含子GC含量呈较弱正相关(r=0.09,P＞0.05);Fop与外显子序列的长度呈正相关(r=0.28,P＜0.05),而与内含子长度呈负相关(r=-0.01,P＞0.05).表明MtWRKY基因外显子和内含子序列的形成受不同选择压力影响;外显子密码子使用偏好性受突变压力影响,而内含子可能是由于自然选择压力作用于突变选择形成的.确定了4个以G或C结尾的最优密码子.研究结果为WRKY转基因研究过程中密码子优化提供了理论支持. 相似文献
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橄榄转录组密码子使用偏好性及其影响因素 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解橄榄密码子使用偏好特征,以福榄1号橄榄为材料,利用codonW和EMBOSS等软件分析橄榄转录组密码子使用偏好性参数,并探讨偏好性形成的可能因素。结果表明,橄榄转录组平均有效密码子数(ENc)、密码子G和C(GC)含量及密码子第3位上G和C(GC3s)含量分别为51.80、0.435和0.377,表明橄榄转录组密码子使用偏好性较弱,且倾向使用富含A和T且以A或T结尾的密码子。橄榄转录组高低表达基因样本之间同义密码相对使用度(RSCU)差异较小,其中CGC、ATC、CTC和ACC等可作为橄榄最优密码子群。密码子组分分析、中性绘图分析、ENc-GC3s关联分析和偏倚分析结果表明,橄榄转录组密码子使用偏好性可能是以突变压力为主,多种作用方式共同影响的结果。此外,烟草和酵母菌可作为橄榄目标基因异源转化的理想受体系统。本试验结果为进一步研究橄榄遗传背景和分子进化提供了一定的科学依据。 相似文献
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目前对于自生固氮菌和共生固氮菌的密码子使用特征已有较深入的了解,然而对于既可以进行自生固氮又可以共生固氮的固氮菌的认识仍十分有限。本研究采用对应分析、相关分析和卡方检验等方法对具有这一特征的茎瘤固氮根瘤菌ORS571基因组密码子进行分析,以期深入了解该类固氮菌密码子使用特征。以有效密码子数量(ENC)和密码子第3位GC含量(GC3s)分别为x、y轴绘制ENC-plot图谱,同时绘制描述仅受基因组碱基组成影响条件下的ENC和GC3s关系的期望曲线。结果发现,部分基因位于期望曲线上,说明该菌密码子偏好性受到了基因组碱基组成影响。对应分析和相关分析表明,包括固氮相关基因在内的全部基因在对应分析第1向量轴上的坐标值均与密码子适应指数和GC3s呈显著负相关(P<0.05),说明该菌码子偏好性还受基因表达水平和GC3s的影响。22个密码子的使用频率在高表达基因中显著增多,确定为最优密码子。其中21个密码子以G/C结尾,说明最优密码子有强烈的GC3s偏好。 相似文献
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为了探究豇豆（Vigna unguiculata）叶绿体基因组密码子的使用模式,本研究从NCBI下载完整的豇豆叶绿体基因组序列,并对其进行结构分析。利用CodonW和CUSP对筛选获得的50条可编码蛋白序列（CDS）进行分析,获得GC1、GC2、GC3、RSCU、CAI、CBI、Fop、ENc、RFSC等重要参数,并进行中性绘图、PR2-plot绘图、ENc-plot绘图以及对应分析、最优密码子分析和其他物种对比分析。结果发现,豇豆叶绿体基因密码子更偏向以A或U(T)结尾,G和C在密码子各位置中的占比较低,平均值为36.31%;有效密码子数（ENc）的平均值为44.903,密码子偏好性较弱;GC1与GC2、GC3间均有相关性,表明碱基突变对密码子选择也有影响。从中性绘图、PR2-plot绘图、ENc-plot绘图结果可以看出,豇豆叶绿体密码子使用偏好性同时受到了碱基突变与自然选择的影响。本研究最终筛选出20个最优密码子,并将豇豆叶绿体基因组密码子使用频率与其他物种进行比较,发现豇豆与番茄在密码子使用频率上存在较高的相似度。本研究结果为提高豇豆叶绿体外源基因的表达效率提供了参考依据。 相似文献
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大肠杆菌(Escherichia coli)是导致人类和初生幼畜腹泻的重要人畜共患型病原体,而产肠毒素大肠杆菌F4是引起腹泻最常见的病原之一。前期已有研究表明4型黏蛋白基因(Mucin 4 gene,MUC4)可能作为大肠杆菌F4ab/F4ac的重要受体基因。研究密码子的使用特性有助于进一步了解某一特定基因的分子机制和进化关系。为了揭示MUC4基因密码子的使用模式,本研究选取13种哺乳动物MUC4基因的编码序列,计算其碱基组成、有效密码子数、同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage,RSCU)等相关参数,同时分析了影响MUC4基因密码子使用偏好性的因素。结果表明:不同物种MUC4基因偏好使用以G或C结尾的密码子,RSCU值分析发现,不同物种中CUG、AGG、GCC、AUC、GUG、ACA为最优密码子(RSCU值1.6);此外,MUC4基因密码子偏好性主要受密码子第3位碱基的GC含量(GC3s)的影响;聚类分析发现,猪(Sus scrofa)与家猫(Felis catus)聚为一类,人(Homo sapiens)与家犬(Canis lupus familiaris)聚为一类,与系统分类关系不一致。本研究系统揭示了MUC4基因密码子的使用模式,为今后MUC4基因在动物遗传改良中选择合适的受体动物,以及通过基因工程和密码子优化途径提高外源基因表达水平进而提高机体对大肠杆菌F4ab/F4ac病原菌感染的抗性提供理论依据。 相似文献
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高等植物基因上游可译框架（uORF）的分析 总被引：4，自引：0，他引：4
真核生物mRNA 5’非编码区上游可译框(uORF)在基因翻译水平上的调控具有重要作用。对植物2200多个cDNA序列5’非编码区的uATG和uORF进行统计分析，结果表明，含uATG的基因高达18％，这一比例比估计的10％要高得多，其中含单个uATG的基因约占50％，含2个uATG的基因占20％左右；大部分uORF属于非交叉uORF，约占85％：编码1～5氨基酸的uORF占30％以上，大部分uORF编码多肽小于20个氨基酸，占77．6％；mRNAORF起始密码子ATG的两边序列有显著的偏爱性，与植物共有序列UAAACAAUGGCU或AACAAUGGC基本一致，但有uATG的mRNA ORF起始密码子ATG的两边序列比不含uATG的mRNA ORF起始密码子ATG的两边序列偏爱性要差。大多数uATG两边序列缺乏植物ORF起始密码子ATG的两边序列的偏爱性。不同种属mRNA5’非编码区uORF氨基酸并不具有显著的同源性，如果植物S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶等少数基因具有非常保守的uORF，氨基酸序列同源性高达75％～100％，显著高于植物S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶之间的同源性。 相似文献
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猪细小病毒主要非结构蛋白与结构蛋白的密码子偏爱性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
通过分析猪细小病毒（porcine parvovirus,PPV）主要非结构蛋白（non-structural protein,NS1）及结构蛋白（VP1、VP2）的密码子偏爱性,为三种蛋白基因表达中宿主系统的选择提供参考。运用EMBOSS（The European Molecular Biology Open Software Suite）的CHIPS（Codon Heterozygosity in a Protein Coding Sequence）和CUSP（Create a codon usage table）程序对PPV的NS1、VP1和VP2蛋白基因进行分析,并将分析结果与大肠杆菌、酵母及人的密码子偏爱性进行比较。结果显示,PPV的NS1、VP1、VP2基因的Nc（Effective number of codons）值分别为39．696、36．638和36．482,表明三种蛋白存在较明显的密码子偏爱性,并且均偏爱选择第三位核苷酸为A的密码子。PPV三种蛋白与大肠杆菌、酵母及人的密码子偏爱性也有一定差异,其中与酵母的密码子偏爱性差异最小,其表达系统选择酵母较为合适。 相似文献
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D1蛋白是光合作用反应中心的一种蛋白,研究编码该蛋白的psb A基因密码子的偏好性及聚类分析对原核微藻的分类具有重要意义。本研究利用MEGA和Codon W软件分析psb A基因的碱基组成和密码子适应指数、有效密码子数及相对密码子使用度等参数。结果表明,不同种属原核微藻的psb A基因具有明显的密码子偏好性,且密码子使用模式多样,可反映该类群生物种属之间的亲缘关系。依据密码子偏好性的欧式平方距离系数进行聚类,证实密码子的偏好性与其物种的亲缘关系及进化存在一定的关系,其聚类结果可作为系统发育分析的重要补充。 相似文献
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BBX是调控植物非生物胁迫相关基因表达,响应植物逆境胁迫的重要锌指蛋白类转录因子。为探究BBX在独行菜(Lepidium apetalum)幼苗耐受低温生长中的表达响应及其密码子偏好性,本研究基于独行菜转录组数据,筛选独行菜BBX编码基因的cDNA序列,并从独行菜幼苗中克隆获得全长733 bp的基因编码区序列,命名为LaBBX。序列分析表明,LaBBX由242个氨基酸组成,包含2个B-box锌指蛋白结构域,蛋白分子量为61.66 kDa,等电点为5.09,无信号肽和跨膜区。独行菜幼苗受低温胁迫时,LaBBX基因显著上调表达,6 h上调表达至21倍,且24 h内均呈现高水平表达,说明该转录因子可能在独行菜幼苗受低温胁迫时起重要作用。偏好性分析结果显示,独行菜LaBBX基因的ENc、CAI值和GC含量分别为55.453、0.244和46.78%,其密码子使用偏性较弱,相对偏好使用AT,高频密码子有8个,CDS序列及RSCU聚类分析中与十字花科植物最相近;其偏好性的形成与突变和自然选择等诸多因素相关,酵母菌表达系统更适合作为LaBBX基因的异源表达受体,拟南芥是适宜LaBBX基因的遗传转化受体。本研究为了解独行菜LaBBX基因的异源表达及基因功能提供了重要参考。 相似文献
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几种植物waxy基因的密码子用法特征分析 总被引：1，自引：1，他引：1
密码子简并性特征造成了不同物种或同一物种的不同基因在密码子使用上存在不同的偏爱性。本研究运用Codon W软件对水稻、玉米、高粱、小麦、大麦、拟南芥、豌豆的waxy基因的密码子用法进行了分析。结果表明：单子叶植物与双子叶植物waxy基因的密码子用法差异较大,前者偏向于使用以G或C碱基结尾的密码子,后者则偏向于使用以A或T碱基结尾的密码子。不同物种的waxy基因在密码子用法差异上表现为,进化上亲缘关系越近的物种其基因密码子用法越相似。因此,基于基因密码子用法的研究,可作为目前各种系统发育分析方法的重要补充,用于物种进化关系和分子进化机制研究。 相似文献
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在基因组学水平上研究密码子使用偏性模式、成因并分析进化过程中的选择压力在基因组学研究中有重要意义。文章概述了目前提出的密码子使用偏性的量化方法及实现原理。目前研究发现：有些量化密码子偏性的方法受高表达基因参考数据集未完全注释的限制,不同密码子位置对变异和选择的影响不同,以及不同密码子位置处GC含量和嘌呤含量的贡献不同。由此展望密码子偏性量化方法发展方向为：需要设计不需要相关参考基因集合先验知识的密码子使用偏性量化方法;考虑不同位置处背景核苷酸组成的密码子使用偏性的量化方法;同时考虑基因表达水平的密码子使用偏性量化方法。最后,归纳了目前可用的密码子使用偏性的量化工具和数据库。 相似文献
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法氏囊素在大肠杆菌中的表达及其免疫增强活性 总被引：2，自引：0，他引：2
选用大肠杆菌(Escherichiacoli)编码赖氨酸(Lys)、组氨酸(His)和甘氨酸(Gly)的常用密码子按顺序排列成BS基因:5'-AAACACGGT-3'。连续合成10个BS(BS10)串连基因单链及其反向互补链,通过退火使其复性成双链。BS10基因经EcoRⅠ和SalⅠ双酶切后,克隆进表达载体pGEX-6P-1中。获得的重组质粒pGEX-Bur转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导,串连的BS10基因获得了高效表达。表达产物经GST亲和层析和胰酶消化处理后,按适当的浓度和新城疫病毒(NDV)混合,免疫90只30日龄的小白鼠。分别在免疫后第7,14和21天,用血凝抑制试验(HI)测定小鼠血清中NDV的抗体水平,结果加入囊素的实验组比不加囊素的对照组HI平均高出22.5个滴度。同样的实验样品免疫100只8日龄SPF(speclficpathogenfree)鸡,15d后实验组的抗体水平比对照组平均高出20.7个滴度。研究结果证实了用大肠杆菌表达的法氏囊素对小鼠和鸡具有免疫增强的作用。 相似文献
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Efficient production of active recombinant Candida rugosa LIP3 lipase in Pichia pastoris and biochemical characterization of the purified enzyme 总被引：1，自引：0，他引：1
Candida rugosa lipase (CRL), an important industrial enzyme, possesses several different isoforms encoded by the high-identity lip gene family (lip1 to lip7). In this study, an additional N-terminal peptide in front of the lip3 gene was removed by PCR, and the 18 nonuniversal serine codons (CTG) of the lip3 gene were converted into universal serine codons (TCT) by means of an overlap extension PCR-based multiple-site-directed mutagenesis to express an active recombinant LIP3 in the yeast Pichia pastoris. The regional synthetic DNA fragment (339 bp) is first recombined by primer assembly with 20 overlapping nucleotides, followed by specific overlap extension PCR with outside primers containing restriction enzyme sites for directional cloning into the pGAPZalphaC vector. The results show that the production yield (0.687 unit/mL) of N-fused lip3 (nflip3) has an overall improvement of 69-fold relative to that (0.01 unit/mL) of lip3 and of 52-fold (0.47 unit/mL) of codon-optimized lip3 (colip3) relative to that (0.01 unit/mL) of non-codon-optimized lip3 (lip3), with the cultivation time set at 5 days. This finding demonstrates that the reservation of the N terminus and the regional codon optimization of the lip3 gene fragment at the 5' end can greatly increase the expression level of recombinant LIP3 in the P. pastoris system. The purified recombinant LIP3 shows distinct biochemical properties compared with other isoforms. 相似文献
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拟南芥alpha-Dioxygenase 2原核表达，纯化及亚细胞定位预测 总被引：2，自引：0，他引：2
alpha-Dioxygenase 2推测可以催化脂肪酸alpha氧化，参与植物的发育过程。从ABRC（Arabidopsis Biological Research Center）获得alpha-Dioxygenase 2基因cDNA，用带有SmaI和XhoI酶切位点的引物扩增编码区，连入pMD-T simple vector,测序无误后，双酶切将DOX2构建于原核表达载体pGEX-5X-1中，转化表达菌株BL21 (DE3) pLysS和BL21 (DE3)-RIPL codon + ,SDS-PAGE和Western Blot结果表明该基因在BL21 (DE3)-RIPL codon +表达菌株中得到了高效表达，可溶性分析表明大部分目的蛋白以包涵体形式存在，通过GST亲和柱纯化得到可溶性目的蛋白，供下一步活性分析之用。生物信息学分析表明：该基因读码框密码子中88个为E.coli的稀有密码子，占总密码子的14%。支持向量机算法对DOX2进行的亚细胞定位预测分析提示：该酶可能定位在细胞质中。 相似文献