给定目录中的一个酶和一个表达宿主,平台做受约束的密码子设计,配上启动子、RBS 与终止子,拆成带唯一突出端的 Golden Gate 片段并在计算机里模拟组装,最后导出 GenBank 与引物表。设计结果与朴素“只取最高频密码子”并排列出。
朴素方案对每个氨基酸只取宿主最高频密码子。两者翻译出的蛋白逐位一致,差别只在同义密码子的选择。下面的数字都是序列自身的计算性质。
| 朴素最高频 | 约束优化 | |
|---|---|---|
| 有约束违反的组数(共 42 组) | 42 | 0 |
| 禁用酶切位点合计 | 42 | 0 |
| 重复 10-mer 合计 | 1283 | 0 |
| 同聚物超过 5 的组数 | 41 | 0 |
| 平均 CAI | 1.000 | 0.965 |
| 平均 GC | 0.408 | 0.421 |
| 反译与目录蛋白一致 | 42/42 | 42/42 |
约束:禁用 BsaI、BsmBI、BbsI、NdeI、XhoI 位点;全局 GC 35–65%;50 nt 窗口 GC 25–75%;同聚物不超过 5;无重复 10-mer;5′端 ΔG 不低于 −6 kcal/mol;无稀有密码子簇。CAI 的小幅下降是满足这些约束的代价。联跑脚本随项目分发,可复算。
每项只带一个状态:已实装=本地可运行并有测试;部分=可用但有写明的缺口;未开放、不做各写明原因。
| 功能 | 状态 | 说明 |
|---|---|---|
| 目录蛋白的密码子设计 | 已实装 | 14 个常见工业生物催化酶与报告蛋白,3 个宿主(大肠杆菌 K-12、酿酒酵母 S288c、毕赤酵母 GS115);反译核对 100% 一致才返回。 |
| Golden Gate 计算机模拟 | 已实装 | 突出端唯一性、内部位点检查、模拟酶切连接并与设计逐位比对;内部位点未移除、突出端冲突两类故障可在工作台复现检出。 |
| GenBank、FASTA、引物表导出 | 已实装 | 写出后回读比对,不一致不返回文件。引物 Tm 用最近邻法,二聚体与发夹为粗检。 |
| route/v1 酶步骤导入 | 已实装 | 只按完整四级 EC、登录号或名称完全相等匹配目录;匹配不上显示“目录无此酶”。 |
| 多基因操纵子与多盒方案 | 部分 | 给出序列与注释;未做多基因的 Golden Gate 拆分。 |
| 酵母宿主的表达盒组装 | 部分 | 元件库只有大肠杆菌 T7 体系,酵母宿主只做编码区层面的设计与组装。 |
| 组装骨架 | 部分 | 骨架只含 nptII 编码序列,没有复制起点,用于模拟,不是可直接用于湿实验的质粒。 |
| 三维酶结构 | 未上架 | 未取得许可明确的公开结构文件,未接入。 |
| 自定义序列 | 未开放 | 需要先有序列安全筛查机制(待建)。 |
| 实验表现预测(表达水平、活性、溶解度) | 不做 | CAI、GC、5′端 ΔG 是序列的代理量,不能推出实验结果。 |
序列与元件均可回到公开记录核对;取回日期和版本随记录保存。
UniProtKB 2026_03,经 REST 接口取回,取回日期 2026-10-04;数据许可 CC BY 4.0。每条带 DOI 与 Crossref 核对结果,2 条为 TrEMBL 未审核条目,3 个蛋白的 EC 号待验证。
由 NCBI RefSeq 的 CDS 自行统计:大肠杆菌 K-12 共 4209 条、酿酒酵母 S288c 共 5988 条、毕赤酵母 GS115 共 5032 条;相对适应度 w 以核糖体蛋白基因为参考集。
29 个元件,序列按 GenBank 记录的坐标回取并核对,每个带来源坐标与使用条款;复制起点因缺少可核对的权威区间未收录,原因写在元件库页。