[发明专利]一种蛋白质表达体系的密码子优化方法及蛋白质表达体系

说明书

本发明公开了一种蛋白质表达体系的密码子优化方法及蛋白质表达体系，该密码子优化方法基于所述蛋白质表达体系中细胞提取物的来源物种的核糖体蛋白，对编码所述核糖体蛋白的DNA序列的密码子进行统计，获得核糖体蛋白氨基酸序列中每种氨基酸残基对应的同义密码子中各密码子的相对频率，选择相对频率最高的密码子，并将该密码子用作目标蛋白的氨基酸序列中同种氨基酸残基的密码子。本发明的密码子优化方法能在使用较少计算资源的情况下，快速获得一个不含特定位点，且相较于优化前具有较高蛋白表达效率的DNA序列。

技术领域

本发明属于生物合成技术领域，尤其涉及一种蛋白质表达体系的密码子优化方法及蛋白质表达体系。

背景技术

密码子优化即通过改变待表达目标蛋白质的DNA编码序列，以达到提高目标蛋白质在表达体系内的表达量和/或表达活性的操作。

密码子优化过程需要考虑的因素主要有：DNA及其转录出的mRNA的理化性质、蛋白质表达体系的密码子偏好性、目标蛋白质的二维和三维结构等。目前常见的蛋白质表达体系的密码子优化方法考虑的主要参数包括：宿主细胞中基因的密码子偏好性、宿主细胞二联密码子偏好性、宿主细胞tRNA拷贝数、GC含量和mRNA二级结构等。

理论上，由于同义密码子的存在，用于表达同一个目标蛋白的DNA序列种类非常多，并且该DNA序列种类数会随着蛋白质氨基酸序列长度的增加而呈几何级数增长。举例来说，假设待表达目标蛋白的氨基酸序列为a₁a₂...a_n，第m位氨基酸残基(m为自然数，且1≤m≤n)对应的同义密码子的数量为x_m，则该蛋白氨基酸序列对应的DNA编码序列的种类数为：

举例来说，对于下列一段长度为40个氨基酸残基的多肽：

DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV，

根据下列20种天然氨基酸列表和对应于每一种氨基酸的密码子表，

20种天然氨基酸列表