概覽

金斯瑞自主研發了OptimumGene密碼子優化技術，并已成功運用到數萬條基因的表達中。金斯瑞OptimumGene密碼子優化是一項基因優化技術，可以在任何表達系統中重組基因序列，以達到足夠高的表達水平。OptimumGene運算法則充分考慮到蛋白表達不同階段可能遇到的多種復雜因素，如：密碼子適應性、mRNA結構以及轉錄和翻譯過程中不同的順式元件。

優勢

蛋白表達水平提高十倍

為什么選擇OptimumGene密碼子優化?

功能蛋白的外源宿主表達是現代生物技術的基礎，然而很多蛋白由于可能包含有抑制表達的因子：如有機體使用了不常用的密碼子等，在外源宿主中很難表達。日益發展的基因設計與合成技術使通過基因設計改善蛋白表達成為可能，例如，可以通過基因設計使基因與宿主的密碼子使用頻率相匹配來提高蛋白表達水平。金斯瑞基因設計不僅包括密碼子優化，還包括mRNA結構修正、翻譯起始位點的優化等。

密碼子偏愛與蛋白表達

密碼子偏愛性在原核基因表達中已經被證實是一個很重要的影響因素，它引起了同一密碼子在不同生物體之間，蛋白的表達水平之間以及同一操縱子的不同部位間利用率的改變。引起這種偏愛性差異的主要原因是不同細胞內可用的tRNAs量的差異。因此優化翻譯系統較好的方法就是保持密碼子的使用頻率與同源tRNA之間的平衡。如在大腸桿菌中，AGG和AGA所對應的tRNA分子就很少，這種差異很明顯會影響基因的表達。

將低利用率的密碼子替換成宿主常用密碼子

通常基因中包含的密碼子在特定宿主中的利用率越低，該種蛋白的表達量也就越少，甚至當這種密碼子存在與蛋白簇間或者N末端的時候表達量會更少。在不改變氨基酸序列的前提下將低利用率的密碼子替換為宿主常用密碼子能提高功能蛋白的表達水平。

去除問題密碼子

任何來源的密碼子如果在宿主生物體內的利用率低于5%到10%時, 就會出現表達抑制，當這些低利用率密碼子臨近或相連時, 對蛋白表達的影響更大。去除低利用率的密碼子或者容易被誤讀為終止信號的密碼子能夠防止低表達或者不表達。

哺乳動物細胞表達病毒蛋白

病毒基因經過合適的處理也能在哺乳動物細胞成功表達，病毒基因密集的信息常常引起閱讀框重疊，許多病毒基因能夠逆序編碼。病毒基因不僅表達目的蛋白也表達調控元件，因此能夠平均提高蛋白表達量達28%。通過對病毒密碼子進行優化以增加靶點免疫原性對于DNA疫苗的研究非常重要。

其他影響因素

雖然密碼子偏愛在基因表達中起著重要的作用，但表達載體和轉錄啟動子的選擇同樣重要，N端核苷酸序列的蛋白表達對于低利用率密碼子和接近起始位點的密碼子AUG非常敏感。翻譯與mRNA的穩定性間也存在著相互的影響，雖然降低翻譯效率會使mRNA由于缺少了核糖體的保護而更容易被endo-RNAses分解，但目前還沒有它們之間影響的完整解釋。穩定mRNA二級結構和接近5'端的分子也對基因表達有重要的影響。利用翻譯時目的基因上游的開放式閱讀框能夠成功提高難度基因的表達效率。

注：請使用金斯瑞免費的稀有密碼子分析軟件，測試您的基因是否需要優化。