密码子优化的思路及方法

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1、密码子优化的思路及方法密码子优化涉及的优化点可以从基因合成、载体构建、基因转录、mRNA翻译、翻译后修饰等过程中提取，目的只有一个，就是便于相关过程的高效达成。以下内容将详细列举优化参数，并对关键参数进行概括描述。基因合成表达载体构建平衡GC含量目标基因上下文正反向重复序列酶切位点二级结构基因转录mRNA翻译及折叠平衡GC含量平衡密码子偏好性CpG岛GC含量polyA位点SD序列Kozak序列信号TATA框Chi位点mRNA二级结构终止信号隐蔽剪切mRNA自由能位点核糖体绑定位点特定功能的Motif许多motif在基因表达过程中承担着重要的角色

2、，随着研究的不断开展，功能性motif也在不断被发现，我们会将其不断地添加到南京德泰生物的密码子优化工具中。举例如下:TATA框：是构成真核生物的启动子元件之一，位于转录起始点上游-30bp处，它可以保证转录的正确定位SD序列:作为原核表达的核糖体绑定位点，是翻译必不可少的信号Kozak序列：真核生物中符合Kozak规则的基因，其转录及翻译效率较好。Chi序列：在原核生物中能够增加自然重组的几率，可能会影响人工重组蛋白的表达隐蔽剪切位点：真核生物中存在大量的隐蔽剪切位点(crypticsplicesites)，一旦被激活，会造成mRN

3、A的剪接偏离我们的预期。仔细研究转录、翻译的过程，并不断阅读基础资料及最新研究进展，不断搜集相关的motif模式，我们南京德泰生物在不断完善密码子优化算法。在载体设计上，我们要通盘考虑。当然，部分motif已经固化到了商业载体上了。重复序列重复序列过多，会增加基因合成的难度。反向互补序列也对mRNA二级结构有重要影响。GC含量相对于AT配对需要2个氢键，GC配对是3个氢键，GC含量直接影响着PCR退火温度。在启动子等保守区域GC含量相对较高。GC含量也影响着mRNA热力学稳定性及mRNA二级结构。mRNA二级结构mRNA二级结构是影响翻译过程的

4、重要因素，复杂稳定的二级结构会阻碍翻译过程的顺利进行，特别是核糖体绑定位点（RBS）附近的二级结构。mRNA的二级结构预测是一个复杂的过程，需要考虑碱基配对、自由能等多种因素，南京德泰生物的密码子优化系统可以快速有效识别发卡（Hairpin）结构区并进行有效规避。密码子偏好性不同物种的种属之间，对同义密码子的使用频率是不同的。在外源基因的同义密码子使用频率与表达宿主相匹配的情况下，外源基因的表达水平会显著提高。常用密码子适应指数（CodonAdaptionIndex）来表示。限制性酶切位点限制性酶切位点需要根据实际情况进行排除，以免与需要用到的

5、酶切位点产生冲突，影响重组基因的操作。