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能源枯竭,环境污染是严重威胁当今人类生存的两个难题,开发可再生清洁能源迫在眉睫,氢气以能量密度高、可再生以及洁净燃烧而被认为是化石能源的最佳替代者,在所有生产氢气的方法中,生物制氢以其生产条件温和、成本低廉而被认为最有发展潜力。但目前生物制氢的成本过高,降低成本、提高转化效率、提供稳定的生产系统是实现生物制氢工业化进程的唯一途径。 随着人类基因组计划和模式生物基因组计划的完成,公共数据库中生物数据的增长速度越来越快。如何从海量的生物数据中解读、提取和获得生物信息,已成为基因组计划下一步要解决的的问题。 本研究主要以十五种产氢菌全基因组数据为基础,通过对产氢菌基因组密码子偏好性分析,找出产氢菌密码子的特点。研究采用生物信息学方法在GeneBank中提取539种产氢菌全基因组,从中筛选15种做为研究对象;采用计算生物学方法对密码子偏好性进行分析。得出以下结论: 1.在15种产氢菌中,梭菌菌属与红细菌菌属GC总含量与GC3S呈正相关且变化范围较小;但柠檬酸杆菌的GC总含量与GC3S含量不呈正相关;说明梭菌菌属和红细菌菌属没有GC含量明显的位置效应,在进化中受突变压的作用非常强,柠檬酸杆菌有GC含量的位置效应,在进化中受突变压的作用不显著。 2.在15种产氢菌的全基因组中,ENC均值46.4(偏离20很大)说明其密码子随机选择的程度相对较小。 3.在15种产氢菌全基因组中,发现在氨基酸Phe中偏好使用UUU;在氨基酸Leu中偏好使用CUG;在氨基酸Tyr中偏好使用UAU;在氨基酸Lys中偏好使用AAA。 本研究通过对产氢菌密码子的分析,为分子水平研究产氢菌定点突变,提高内源蛋白表达量,提高单位时间单位体积的产氢量提供理论线索。