Codon Usage Database自动寻错平台CUDer的组建与应用

密码子用法数据库(CUD)是密码子用法与密码子优化研究领域的一个重要的在线服务,为了找出该数据库中潜在的两种不再适用的记录,即已过期的陈旧记录和在遗传密码类型上实际无法有效支持的记录(简称不支持记录),本文通过结合前期自主研发的两个软件BestCodon与CUDassist,组建了CUD自动寻错平台CUDer,并应用于上述问题的研究。结果发现,CUD中存在317条陈旧记录与4条不支持记录。对于陈旧记录,这些记录的物种分类号在NCBI中已发生变更,研究者应该避免使用这些记录的相关数据;对于不支持记录,本文借助CUDer计算得到这些记录正确的密码子用法表(CUT),弥补了当前CUD的不足。此外,该平台也为面向CUD的自动化数据处理,提供了一个新的软件框架,具有一定的借鉴意义。     

甘油脱氢酶基因在大肠杆菌中的密码子优化表达

[目的]利用密码子优化技术,提高甘油脱氢酶基因gldA在大肠杆菌中的表达水平.[方法]针对gldA起始密码子下游区域,优先选择AT含量最高的同义密码子,从而在不改变氨基酸序列的前提下,提高该区域的AT含量.利用大引物PCR的方法对野生型gldA-WT进行定点突变,获得优化型基因gldA-4,与pET-32a(+)连接后...     

生物催化剂的发现及改造

生物催化剂是限制工业生物催化的重要瓶颈,发现新型生物催化剂或生物催化剂的新功能及新底物是目前的主要任务。实现该目标的方法有三种:(1)从环境样品中筛选,(2)利用蛋白质工程改造现有生物催化剂,(3)探寻现有生物催化剂的新功能。本文描述了上述三种方法的关键步骤及技术,其中重点介绍了高通量培养技术以及新近发展起来的半理性设计改造生物催化剂的技术。     

基于二级结构氨基酸组成识别酸性、中性及碱性酶

本研究系统分析了酸性、碱性和中性酶在二级结构氨基酸组成上的差异。结果发现在形成特定二级结构过程中,酸性酶和碱性酶有着不同的氨基酸使用偏向;同时,在酸性和碱性酶中,中性氨基酸和侧链微小的氨基酸含量明显较高,这可能是它们适应极端pH的普遍机制。基于此,提出了一种提取蛋白质序列特征值的新方法,其10倍交叉验证的精度可达80.3%。与其他常见特征值提取方法相比,其精度提高了9.4%到18.7%不等;而随机森林算法比其他机器学习算法识别精度也高出2.7%到21.8%不等。     

氨基酸和二肽组成对嗜压微生物蛋白质稳定性的影响

【目的】 比较嗜压和非嗜压微生物中蛋白质在氨基酸和二肽组成上的差异对嗜压蛋白稳定性机理的了解及在此基础上的定向改造具有重要意义。【方法】利用4种微生物全蛋白质组信息,统计了639对直系同源序列二级结构氨基酸组成及二肽组成并计算其偏差。【结果】结果表明：在β折叠和无规则卷曲中二者差异明显,β折叠中,嗜压蛋白含更多的缬氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,更少的精氨酸,赖氨酸,天冬氨酸;无规则卷曲中,嗜压蛋白含更多的缬氨酸和异亮氨酸,更少的甘氨酸和脯氨酸。而嗜压蛋白存在更多的YM、MN、KD、QC、CI、MW、MM、CY、WQ、HC、RC和QH,更少TW、MS、VD、DH、YE、CT、MW、CF、CK、CM、MY、QI、TH、MQ、QQ和MC。【结论】二肽比氨基酸包含更多的结构和序列信息,更有利于了解嗜压蛋白稳定性机制及指导其定向改造。     

古菌信使RNA5'和3'非编码区特性研究

利用x2分析方法,对6种古菌起始密码子上游和终止密码子下游各50位非编码区进行了分析.结果表明,Methanopyris kandleri和Aeropyrum pernix中存在一个与大肠杆菌SD序列极为相似的高保守区(φ区).但φ区的核苷酸并不能和其16sRNA3'端序列的反SD序列很好的配对;Pyrobaculum aerophilum缺乏φ区,但在其起始密码子上游20～30核苷酸处却存在另一个高度保守的区域,该区域在大肠杆菌和酵母中均缺乏;而其它3种古菌却同时存在这2个区域.6种古菌在终止密码子下游第一位的核苷酸非常保守,存在四核苷酸终止信号;在终止密码子后约20个核苷酸范围内保守性相对较高,其中某些核苷酸在翻译终止过程中可能发挥调控作用.     

基于氨基酸组成分布的嗜热和嗜冷蛋白随机森林分类模型

文献报道采用氨基酸组成分布提取特征值能有效提高预测分类精度, 本文采用该方法提取特征值, 使用一种新的组合分类器——随机森林, 从蛋白质一级结构对嗜热和嗜冷蛋白进行分类。通过10倍交叉验证和独立样本测试两种方法检测, 结果表明：当分段数量为1时, 其精度最优, 分别为92.9％和90.2％, 暗示使用基于氨基酸组成分布提取特征值在该算法中并不能有效提高识别精度, 这与报道结果不符, 而该提取方法在SVM中却能适当提高识别精度; 当引入6个新变量后, 其精度分别提高到93.2%和92.2%, ROC曲线下面积分别为0.9771和0.9696, 优于其它组合分类器。     

宏基因组--生物催化剂的新来源

生物催化剂是工业生物催化的重要组成部分,宏基因组是生物催化剂的新来源。该文介绍了从宏基因组中寻找生物催化剂的主要步骤,着重描述了DNA的分离和目标克隆的筛选这两个关键技术,并列举了利用宏基因组技术所获得的生物催化剂．     

转录调节位点和转录因子数据库介绍

转录水平的调控是基因表达最重要的调控水平之一,对转录调节位点和转录因子的研究具有重要意义：介绍了DBTSS、JASPAR、PRODORIC和TRRD等相关数据库及其特征、内容和使用。     

mRNA研究的数据库资源

mRNA的功能除了指导蛋白质合成外,在其5′和3′端非翻译区包含的序列元件对基因表达和调控起着非常重要的作用,介绍了Transterm、UTR、ARED和TRSIG等研究mRNA结构和功能的数据库,并对其特点和使用作了介绍。