名詞解釋
利用某種生物的偏愛密碼子（preferred codons），避免利用率低的或稀有的稀有密碼子合成基因，基因的這種重新設計叫密碼子最佳化（codon optimization）。
基本介紹
- 中文名：密碼子最佳化
- 外文名：codon optimization
- 詞性：名詞
- 利用：利用某種生物的偏愛密碼子
基本原理,發生機制,
基本原理
遺傳密碼有64種，但是絕大多數生物傾向於利用這些密碼子中的一部分。那些被最頻繁利用的稱為最佳密碼子（optimal codons），那些不被經常利用的稱為稀有或利用率低的密碼子（rare or low-usage codons）。
實際上用做蛋白表達或生產的每種生物，包括大腸桿菌、酵母、植物細胞、昆蟲細胞、哺乳動物細胞，都表現出某種程度的密碼子利用的差異或偏愛。大腸桿菌、酵母和果蠅中編碼豐度高的蛋白質的基因明顯避免低利用率的密碼子。因此，重組蛋白的表達可能受密碼子利用的影響（尤其在異源表達系統中）的事實並不很奇怪。生物基因利用的密碼子，可能不是生物利用的蛋白生產系統進行高水平表達所偏愛的密碼子。利用偏愛密碼子（preferred codons）並避免利用率低的或稀有的密碼子可以合成基因，基因的這種重新設計叫密碼子最佳化（codon optimization）。
發生機制
成簇的低利用率的密碼子抑制了核糖體的運動，這是基因不能以合適水平表達的機制之一。核糖體翻譯由九個密碼子組成的信使（含幾個低利用率密碼子或全部為低利用率密碼子）時的運動速度要比翻譯不含低利用率密碼子的同樣長的信使的速度慢。即使低利用率密碼子簇位於3'端，信使最後也會被核糖體”擁擠”而損害，核糖體又回到5'端。3'端低利用率密碼子簇的抑制效應可以和全部信使都由低利用率密碼子組成的抑制效應一樣大。如果低利用率密碼子簇位於5'端，其效應是起始核糖體數目的全面減少，導致蛋白合成中信使的低效率。散在分布的稀有密碼子對翻譯的效應還未很好地研究，但是有證據表明這種情況的確對翻譯效率有負面效應。
其他因素也可以影響蛋白表達，包括使mRNA去穩定的序列。重新設計合成基因可以去除或改變這些序列，導致高水平表達。消除稀有密碼子、去除任何去穩定序列和利用最佳密碼子的基因的重新設計都可能增加蛋白產量，使的蛋白生產更有效和經濟。
