基于密码子特征的蛋白质序列图形表示

根据密码子碱基位置特征和氨基酸的疏水性指数值,20种氨基酸被映射为3维空间中的向量,提出一种新的迭代函数关系将氨基酸序列转化为三维空间中的一条曲线,获得一种新的蛋白质图形表示方法。对蛋白质图形,利用闵可夫斯基距离刻画两个3维曲线之间的距离,依此推断蛋白序列之间的差异性和物种之间的进化关系。将该方法分别应用在9个物种的ND5蛋白和12个物种的β-珠蛋白序列分析中,所得结果与ClustalW方法的结果以及其他文献中的结果对比后证明该文方法有效可行。

12种蔷薇科植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

为研究蔷薇科植物叶绿体基因组密码子偏好性,对12种蔷薇科植物进行叶绿体基因组密码子使用模式分析。结果表明,12种蔷薇科植物叶绿体基因组的GC含量为36.54%~37.23%,密码子第3位碱基的平均GC含量为28.27%~28.61%,平均有效密码子数为47.87~49.17。筛选到32个高频密码子,主要以A/U结尾。中性绘图分析、ENC-plot分析、PR2-plot分析表明自然选择是蔷薇科植物密码子偏好性形成的主要因素。基于同义密码子相对使用度(relative synonymous codon usage,RSCU)构建的进化树与基于编码基因和叶绿体基因组构建的进化树聚类差异较大,说明基于密码子偏好特征的进化关系可能损失了一些信息。以上结果为深入探究蔷薇科植物进化规律奠定了理论基础。

仙人掌科叶绿体与核基因组密码子偏好性分析

为了研究仙人掌科植物叶绿体基因组密码子使用模式,选择16种仙人掌科植物的叶绿体基因组进行密码子偏好性分析,并且分析量天尺(Selenicereus undatus)的核基因组密码子偏好性,比较其与叶绿体基因组的异同。使用CodonW 1.4.2和EMBOSS在线软件对仙人掌科叶绿体基因组序列进行密码子分析,获得有效密码子数、密码子GC含量和相对同义密码子使用度等参数,然后进行中性绘图分析、ENc-plot分析和PR2-plot分析,进而获得最优密码子。结果表明,16种仙人掌科植物的平均有效密码子数为50.04,整体密码子偏好性较弱。GC_3与GC_(12)回归系数在0.22~0.68之间,平均为0.39,密码子使用偏好性受自然选择因素的影响大于碱基突变因素,且不同物种间变化较大。ENc-plot结果显示一部分基因的ENc值与预期值较近,一部分基因落于预测曲线下方,表明密码子偏好性受碱基突变和自然选择等多种因素共同影响。PR2-plot分析发现所有物种叶绿体密码子第三位存在明显的T/G偏倚。半胱氨酸的UGU (TGT)密码子被16种仙人掌科植物共同作为最优密码子。S. undatus的核基因组与叶绿体基因组的密码子偏好性存在显著差异,在核基因组中,密码子偏好性主要受自然选择等因素影响,几乎不受碱基突变影响,并且密码子使用更加多样化。