qa_3稀有密码子和mRNA结构改造及其在大肠杆菌中的高效表达.pdfVIP

22 卷 2 期 生 　物 　工 　程 　学 　报 Vol . 22 　No . 2 2006 年 3 月 Chinese J ournal of B iotechnology March 　2006 qa-3 稀有密码子和 mRNA 结构改造及其在大肠杆菌中的高效表达 　 The Changes of Rare Codon and mRNA Structure Accelerate Expression of qa-3 in Escherichia coli 1 1 2 1 刘礼兵 , 刘 　云 , 何华庆 , 李永辉 , 徐琪寿 1 1 2 1 1 L IU Li-Bing , L IU Yun , HE Hua-Qing , L I Yong- Hui and XU Qi- Shou 1 军事医学科学院放射与辐射医学研究所 , 北京 　100850 2 南昌大学生命科学院 , 南昌　330047 1 Institute of Radiation Medicine , Academy of Military Medical Science , Beij ing 100850 , China 2 College of L fi e Science , N anchang University , N anchang 330047 , China 摘 　要 　奎尼酸脱氢酶的高表达是奎尼酸生物合成的代谢工程研究的关键和基础 。粗糙脉孢菌基因组中编码奎尼酸脱氢酶 的基因 qa- 3 在大肠杆菌中不表达 , 根据大肠杆菌密码子使用频率分析 qa- 3 基因 , 发现有 27 个稀有密码子 , 其中编码 Arg ( ) ( ) ( ) ( ) R 的有 8 个 , 编码 Gly G 的有 9 个 。编码精氨酸的AGG AGA 两个稀有密码子紧密相连 R 区 , 另外还有个相对比 较集中的 GGG 密集区 G 区。进一步通过计算机分析其 qa- 3 基因 mRNA 二级结构 , 发现改变 5′和 3′末端个别碱基对其二级 结构的影响很大 , 可以使 mRNA 的自由能由野生型的- 3743 kJ mol 降低到最小 - 805 kJ mol , 从而大大减少 mRNA 两端二级 结构的产生 , 而仅仅改变 R 区和 G 区的稀有密码子 自由能变化很小 。通过对该基因密码子改造和优化 5′和 3′末端对其 mRNA 二级结构的影响 , 在大肠杆菌中表达真菌的基因 qa- 3 , 并测到了奎尼酸脱氢酶活性 , 为构建产奎尼酸工程菌株奠定 基础 。 关键词 　 qa- 3 , 密码子 , mRNA 二级结构 , 奎尼酸脱氢酶 中图分类号 　Q786 　　文献标识码