大肠杆菌基因中密码子前后碱基的使用与蛋白质结构

对一组E.coli基因中编码蛋白质各类二级结构（α-螺旋、β－折叠片、无规卷曲和回折）的密码子前后碱基的使用情况进行统计分析和比较,发现一些密码子前后碱基的使用有偏向,而且这些偏向与蛋白质的二级结构有关联,这同时亦表明,E.coli基因中同义密码子的选用与蛋白质的二级结构有一些关联。模型对于蛋白质结构预测算法的改进以及基因工程的研究有辅助作用。     

同义密码子携带多少蛋白质二级结构信息

应用信息论方法考察了大肠杆菌人两种生物的同义密码子用语和蛋白质二级结构的关联情况。研究结果表明：大肠杆菌和人的基因组中都存在着一些同义密码子明显携带有蛋白质二级结构信息,尽管这些信息量都很小;同义密码子与蛋白质二级结构的关联是种属特异性。     

翻译速率与蛋白质二级结构的关系

统计分析了人的 119种蛋白质和大肠杆菌的 92种蛋白质密码子翻译速率和蛋白质二级结构的关系。据m 密码子片段在不同二级结构中的频数分布 ,我们发现人和大肠杆菌中翻译速率与蛋白质二级结构之间有一定关系 :高翻译速率时倾向编码α螺旋、不倾向编码线团 (coil) ;低翻译速率时倾向编码线团、不倾向编码α螺旋 ;β折叠结构则随翻译速率表现出明显的振荡。同时 ,密码子的使用在不同片段内一般也是不均匀的 :在α螺旋片段内 ,结构尾部偏向使用高翻译速率密码子 ;中部倾向使用中翻译速率密码子 ;而头部使用的密码子翻译速率偏低。这样的倾向性不大可能归结为随机起伏的影响。     

一种石磺科贝类线粒体基因组全序列分析

石磺线粒体基因组全序列对研究石磺科分子系统进化具有重要意义。利用LA-PCR技术对一种石磺Platevin-dexmortoni线粒体基因组全序列进行了测定和分析。结果表明,线粒体基因组序列全长13 991 bp,碱基组成分别为27.27%A、16.78%C、20.23%G、35.72%T;由22个tRNA、2个rRNA、13个蛋白编码基因和25个长度为2-118 bp的非编码区组成。4个蛋白质编码基因和5个tRNA基因从L链编码,其余基因均从H链编码。蛋白质基因的起始密码子,除ND2为GTG以外,均为典型的起始密码子ATN。ND2和Cytb基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均使用典型的TAA或TAG。预测了22个tRNA基因的二级结构,发现tRNASer和TrnaAsn缺少DHU臂,tRNASer和tRNAThr的反密码子环上有9个碱基,而不是通常的7个碱基。最长的非编码区含有两个类似于的tRNAGln和tRNAPhy的二级结构。     

枯草芽孢杆菌同义密码子使用偏性对蛋白质折叠速率的影响

目前,有关同义密码子使用偏性对蛋白质折叠的影响研究中,样本蛋白均来源于不同的物种。考虑到同义密码子使用偏性的物种差异性,选取枯草杆菌的核蛋白为研究对象。首先,将每条核蛋白按二级结构截取为α螺旋片段、β折叠片段和无规卷曲（α-β混合）片段,并计算其蛋白质折叠速率。然后,整理每个片段相应的核酸序列信息,计算其同义密码子使用度。在此基础上,分析枯草芽孢杆菌核蛋白的同义密码子使用偏性与蛋白质折叠速率的相关性。发现对于不同二级结构的肽链片段,都有部分密码子的使用偏性与其对应的肽链折叠速率显著相关。进一步分析发现,与肽链片段折叠速率显著相关的密码子绝大部分为枯草杆菌全序列或核蛋白序列的每一组同义密码子中使用度最高的密码子。结果表明,在蛋白质的折叠过程中,枯草芽孢杆菌的同义密码子使用偏性起着重要作用。     

大肠杆菌、酵母和果蝇基因保守位点的信息熵分析

对大量的大肠杆菌（Escherichia coli)、酵母（Yeast)和果蝇（Drosophila melanogaster）已知基因起始密码子和终止密码子上、下游各30个碱基序列,用重新定义单碱基信息冗余（记为D1(ι）,ι是位点）和紧邻碱基的信息冗余（记为D2（ι）,统计计算每个位点的D1（ι）和D2（ι）值。从结果看,双碱基比单碱基携带更多的信息;酵母和果蝇基因起始密码子上游－3位点D1（－3）和D2（－3）有一明显峰值;大肠杆菌基因起始密码子上游SD区域D1（ι）和D2（ι）有明显峰值,与他人结论相同。发现酵母基因起始密码子下游的＋4位点与＋5位点的紧邻碱基的D2（ι）有一峰值,其关联模式为TC（联合概率为0.211)。这说明用重新定义的信息冗余去确认DNA序列中存在的保守位点是完全可行的。     

同义密码子的反常蛋白质二级结构偏好性

统计分析了 119种人蛋白质和 92种大肠杆菌蛋白质的mRNA序列和蛋白质二级结构的关系 .从二肽频数出发 ,研究了同义密码子使用对蛋白质二级结构的影响 ,证明其影响在 10 %到 2 0 %的量级 .对于人和大肠杆菌 ,在 90 %置信水平上 ,4 0 0对二肽中分别有 79对和 6 0对 ,在 95 %置信水平上 ,分别有 4 5对和 36对二肽的相应密码子二联体具有不同于氨基酸的反常二级结构偏好性 ,并且这种反常不能归因于随机涨落     

影响链球菌属肺炎球菌基因组密码子使用的因素分析

链球菌属肺炎球菌（Steptococcus pneumoniae)的完整基因组序列已经测定完毕并于近期发表,对肺炎球菌基因组序列进行了详细分析,研究了基因组密码子的使用模式和影响密码子使用的因素,高水平高达基因的密码子第三位碱基使用胞嘧啶（C）的频率比表达水平低的基因使用C有显著的提高,表达水平较低的基因在密码子的第三位碱基更趋向使用嘌呤）,基因的表达水平与对应分析的第一条向量轴呈显著相关（R＝0．86）,比较表达水平高,低的两组基因的密码子使用模式发现,基因的表达水平对于密码子使用有显著的影响,基因碱基G＋C的组成与基因的表达水平（R＝0．44）,对应分析的第一条向量轴（R＝0．5）有显著的相关,对基因的表达水平,密码子的使用有显著的影响,通过GC－skew,蛋白质的疏水性,基因的长度分析,发现不同长度的基因表达水平,GC含量,GC3s有差异,结果表明,在表达水平上的自然选择以及基因的碱基组成是影响肺炎球菌基因密码子使用的主要因素,基因的长度对密码子的使用有一定影响。     

不具有3-碱基周期性的编码序列初探

对120个较短编码序列(＜1 200 bp)的Fourier频谱进行分析表明,3-碱基周期性在短编码序列中并不是绝对存在的.统计分析提示,编码序列有无3-碱基周期性与序列的碱基组成和分布、所编码蛋白质氨基酸的选用和顺序以及同义密码子的使用都有一定的关系.一般地,非周期-3序列中A+U含量高于G+C含量,周期-3序列的情况则相反;非周期-3序列中碱基在密码子三个位点上的分布比周期-3序列中的分布均匀;非周期-3序列密码子和氨基酸的使用偏向没有周期-3序列的大.在利用Fourier分析方法预测DNA序列中的基因和外显子时,应充分考虑到这些现象.     

大壁虎线粒体基因组全序列及其结构(英文)

采用长PCR扩增、克隆和引物步行等方法,测定了大壁虎(Gekkogecko)线粒体基因组全序列。序列全长16435bp,共有13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因和22个tRNA基因。基因组的组成、顺序、编码链的选择、tRNA的结构、较低的碱基G含量、对碱基T的偏好以及GC和AT偏斜,都与大部分脊椎动物相同或相近。但有些特征揭示了壁虎类的原始性蛋白质编码基因密码子第3位表现为对碱基A的偏好,更接近两栖类和鱼类而不是羊膜动物;标准终止密码子(TAA)只出现于3个蛋白质编码基因中,比大部分脊椎动物少。tRNA基因核苷酸长度为63～76nt,除了tRNACys和tRNASer(AGY)缺少D臂,其余的二级结构均呈典型的三叶草状。