生物信息学技术

,生物信息学技术,生物信息学的概念,生物信息学是用数理和信息科学的观点、理论和方法，以计算机为工具对生物信息进行收集、加工、储存、传播、检索和分析的科学。 研究材料和结果是各种各样的生物学数据,蛋白质组学和结构基因组学,高通量药物筛选,药物设计和小分子设计,创新药物和新剂型,生物芯片,计算机辅助药物筛选高通量虚拟筛选方法,分子数据库，组合化学化合物库,靶标生物大分子的功能分析.,蛋白质蛋白质相互作用识别，信号传导系统、代谢途径的分子模拟.,图像处理、聚类分析、表达谱和调控网络分析.,基因组信息 ,生物信息技术,计算机辅助先导化合物设计、药物设计,生物信息学的内容,1.基因与基因组分析,可读框预测和基因标注,序列拼接与组装,结果上传到数据库,碱基读取,载体标识与去除,测序仪中原始数据的采样与分析,大规模基因序列测定,2.蛋白质与蛋白质组分析,蛋白质结构新蛋白的完整、精确和动态的三维结构计算机辅助结构模拟理解蛋白质的氨基酸序列和三维结构之间的关系蛋白质序列及特性分析蛋白质组学,相当数量的蛋白质、核酸、多糖的三维结构获得精确测定，基于生物大分子结构知识的药物设计成为热点； 根据靶标分子与药物分子相结合的活性部位的几何形状和化学特征，设计出与其相匹配的具有新颖结构的药物分子。,3.新药设计,生物信息学的开发和应用,以核酸蛋白质等生物大分子为主要研究对象以信息、数理、计算机科学为主要研究手段以计算机网络为主要研究环境以计算机软件为主要研究工具对序列数据进行存储、管理、注释、加工对各种数据库进行查询、搜索、比较、分析构建各种类型的专用数据库信息系统研究开发面向生物学家的新一代计算机软件,计算机学、计算机网络,医学,生物学、分子生物学,生物信息学,数学、 统计学,生物信息学和其它学科的关系,生物信息学是一门边缘学科，它位于生物、医学、计算机、数学等多个领域的交叉点上。,基因图谱数据库 核酸序列数据库 蛋白质序列数据库大分子结构数据库等国际著名的生物信息中心NCBI National Center for Biotechnology Information (US)EBI European Bioinformatics Institute (EU)HGMP Human Genome Mapping Project Resource Centre (UK )ExPASy Expert of Protein Analysis System (Switzerland )CMBI Centre of Molecular and Biomolecule (The Netherlands)ANGIS National Genome Information Service (Australia)NIG National Institute of Genetics (Japan)BIC National Bioinformatics Centre (Singapore),常用的分子生物学数据库,1979年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室建立起GenBank数据库； 1982年，欧洲分子生物学实验室提供核酸序列数据库EMBL的服务； 1984年，日本着手建立国家级的核酸序列数据库DDBJ并于1987年开始提供服务。,常用的分子生物学数据库,核酸数据库,Genbank包含所有已知的核酸序列和蛋白质序列，以及相关的文献著作和生物学注释。美国国立生物技术信息中心(NCBI)建立和维护EMBL核酸序列数据库由欧洲生物信息学研究所(EBI)维护通过因特网上的序列提取系统(SRS)服务完成查询检索。DDBJ数据库日本国立遗传学研究所维护与Genbank和EMBL核酸库合作交换数据。使用主页上SRS工具进行数据检索和序列分析,蛋白质信息资源数据库（PIR）,主要提供按同源性和分类学组织的综合性、非冗余数据库PIR由美国华盛顿的国家医学研究基金会支持，德国马普学会的慕尼黑蛋白质序列信息中心(MIPS)和日本国际蛋白质序列数据库(JIPID)共同维护。PIR通过提供蛋白质序列数据库、衍生的相关数据库及相应的软件而支持有关分子进化、功能基因组学和计算生物学方面的研究。,蛋白质结构数据库( PDB),由美国自然科学基金会、能源部和国立卫生研究院共同投资建立主要由X-射线晶体衍射和核磁共振(NMR)测得的生物大分子三维结构组成用户可直接查询、调用和观察库中所收录的任何大分子三维结构,1997年3月，北京大学于成立了生物信息学中心；2000年3月，中科院上海生命科学研究院成立其他，北京大学的罗静初和顾孝诚教授在生物信息学网站建设方面、中科院生物物理所的陈润生研究员在EST序列拼接方面以及在基因组演化方面、天津大学的张春霆院士在DNA序列的几何学分析方面等等,国内对生物信息学领域也越来越重视,北京大学生物信息中心 中国生物信息/北京大学物理化学研究所北京医科大学生物医学信息中国科学院微生物研究所天津大学生物信息中心 中科院计算所智能信息处理重点实验室生物信息学研究组 /中国科学院基因组信息学中心 /,国内部分生物信息学和生物医学信息服务器,小 结,生物信息学研究是利用数理统计、模式识别、动态规划、密码解读、语意解析、信令传递、神经网络、遗传算法以及隐马