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A型流感病毒同义密码子的使用偏性对RNA二级结构的影响
以A型流感病毒为研究样本,分析了同义密码子使用偏性对RNA二级结构的影响,为进一步研究同义密码子存在的意义及A型流感病毒RNA特征提供一些理论依据.收集整理了NCBI中收录的全部A型流感病毒的核酸序列信息,计算了每一条核酸序列的RNA二级结构,计算出RNA环结构含量和茎结构含量及折叠自由能.在此基础上,计算了RNA二级结构的柔性.同时,计算了每一条核酸序列的相对同义密码子使用值.由此,建立了A型流感病毒RNA二级结构数据库.分析每条核酸序列的相对同义密码子使用值与RNA的环结构、茎结构及柔性之间的关系.分析结果表明,50％的氨基酸的相对同义密码子使用值与RNA茎结构含量和环结构含量显著相关;60％的氨基酸的相对同义密码子使用值与单位平均折叠自由能显著相关;50％的氨基酸的相对同义密码子使用值与RNA柔性显著相关.进一步分析发现,与茎结构含量和环结构含量都显著相关的密码子,它们的相对同义密码子使用值与两种结构含量的相关性截然相反,而且发现,在所选的参量中,RNA柔性与相对同义密码子使用值显示出更好的相关性.结果证实,对于A型流感病毒,同义密码子的使用偏性对RNA二级结构存在很大的影响.
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计算机辅助设计提高人NMDA受体主亚基M3-M4环在E.coli中的表达
基于对螺旋区随机堆积的RNA二级结构的预测和密码子偏性计算, 建立了pBV220载体中外源基因高效表达的判别模型.该模型认为,外源基因的表达水平与其5′端-30～39区域,以及3′端30～-39区域的RNA二级结构自由能具有显著的统计学意义;其次与3′端9 bp的局部密码子偏性相关.据此模型,使用RNAfold和Goldkey软件优化改构设计了用于克隆表达人NMDA受体主亚基M3-M4环的引物.将PCR扩增的基因克隆入pBV220载体中,在大肠杆菌DH5α宿主中获得了高效表达(表达水平在20%以上).
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乙醇脱氢核酶ribox02与NAD+/NADH结合位点的探测
目的 探讨乙醇脱氢核酶ribox02与NAD+、NADH特异性结合的位点以及结合力性质.方法 通过选择性2-OH酰基化学探测法(selective 2-hydroxyl acylation analyzed by primer extension,SHAPE)探测ribox02的二级结构;利用等温滴定量热法(isothermal titratio calorimetry,ITC)进一步测定ribox02与NADH、NAD+的亲和力强度及作用力性质;通过紫外交联法精确定位NAD+、NADH与ribox02 RNA的特异性结合位点.结果 直接解析ribox02的二级结构,并发现核酶ribox02与NADH、NAD+的相互作用力为范德华力或氢键作用,且ribox02与NADH的相互作用力较之与NAD+更为强烈,ribox02与NADH、NAD+的特异性结合位点为23G、24U、25U、38U、72U、73U、74U、75G和95G.结论 通过ribox02的二级结构及其与NAD+、NADH的相互作用揭示了核酶ribox02与NAD+/NADH特异性结合位点以及结合力性质.
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基于结构信息的RNA多序列比对
本研究提出了一种考虑了结构信息的同源RNA多序列比对算法,它先利用热力学方法计算出每条序列的配对概率矩阵,得到结构信息,由此构造各条序列的结构信息矢量,结合传统序列比对方法,提出优化目标函数,采用动态规划算法和渐进比对得到后的多序列比对.试验证实了该方法的有效性.
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影响人干细胞因子基因高效表达的因素探讨
目的分析SD序列长度、基因起始码ATG和终止码TAA上下游处RNA的二级结构及密码子偏性等影响表达效率的主要因素,以期实现重组人干细胞因子在原核细菌中高效表达.方法分析并修改编码人SCF氨基酸的密码子,分段合成改造后的基因,PCR一次性完成拼接,将基因克隆到pBV-220载体上,诱导表达.结果天然人SCF基因在pBV-220载体的表达占菌体总蛋白的9.5%,基因改造后SCF占菌体总蛋白的27%,表达的蛋白能够为SCF的单克隆抗体所识别,初步纯化的sCF蛋白纯度大于80%,能够促进Mo7e细胞的增殖活性.结论密码子偏性是影响SCF在原核细菌中高效表达的主要因素,通过改变密码子偏性能过实现高效表达.
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IC-kmedoids:适用于RNA二级结构预测的聚类算法
采用自由能方法预测RNA二级结构时,如何精确有效地从次优结构中筛选出真实的二级结构成为RNA结构预测中的关键.采用聚类技术对次优结构集合进行分析,可有效地提高预测结果的精度.本文利用RBP分数矩阵,提出一种基于增量中心候选集的改进k-medoids算法.它将随机选择初始中心并进行首次划分后以中心候选集逐一扩展的方式进行中心轮换,以降低算法的复杂度.实验表明,该算法能取得更高的CH值,且能有效地缩短计算时间.
关键词： RNA二级结构 RBP分数 聚类算法 k-medoids算法 增量候选集
