牛Pbx-1基因的电子克隆及生物信息学分析

新基因全长cDNA序列很难获得,但电子克隆却提供了基因克隆的一种策略.利用小鼠Pbx-1基因编码序列(NM_183355)为种子序列进行电子克隆获得牛Pbx-1基因完整编码序列.然后,用生物信息学方法分析了牛的Pbx-1基因的结构,密码子偏性和氨基酸的同源性等.结果表明:该基因cDNA全长1 754 bp,无内含子,最大开放阅读框1 305 bp.编码434个氨基酸.预测其编码的蛋白分子量为47 189.5 Da,与小鼠的同源性为81%.     

甘蔗过氧化氢酶基因的电子克隆及生物信息学分析

应用电子克隆技术,获得甘蔗中一个过氧化氢酶基因的cDNA序列全长,命名为S-CAT。该基因全长2160bp,包含一个1479bp的开放阅读框,编码492个氨基酸。通过PSORT工具,预测甘蔗S-CAT蛋白存在于过氧化物酶体中。同源比对分析显示,S-CAT基因编码的氨基酸序列与水稻、玉米、高粱、朝鲜碱茅、葡萄等植物中过氧化氢酶基因所编码的氨基酸序列高度同源,同源性分别为97%,97%,95%,91%和92%。研究结果为该基因的实验克隆奠定基础。     

牛Irak-1基因的电子克隆及生物信息学分析

电子克隆提供了一种利用基因组数据库克隆新基因全长cDNA序列的策略。利用小鼠Irak-1基因编码序列(NM_008363)为种子序列进行电子克隆获得了牛Irak-1基因完整编码序列。然后,用生物信息学方法分析了该基因的结构,微卫星位点,密码子偏性和氨基酸的同源性等。结果表明:该基因cDNA全长2 645bp,无内含子,最大开放阅读框2 157bp,编码718个氨基酸,与小鼠的同源性为77%。     

烟草蛋白酶抑制剂基因的电子克隆及生物信息学分析

蛋白酶抑制剂可以增强植物对病虫害的抵抗能力,为了深入研究蛋白酶抑制剂在烟草中的作用机制,利用生物信息学的方法,成功获得了烟草品种K326中的4种蛋白酶抑制剂cDNA序列(NtPI-1、NtPI-2、NtPI-3和NtPI-4)并对其进行了序列分析.它们编码的氨基酸序列都具有典型的马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅰ家族功能结构域,属于马铃薯蛋白酶抑制剂Ⅰ家族成员.序列分析表明,4种蛋白酶抑制剂基因cDNA序列均具有完整的开放读码框,依次编码128、95、94和72个氨基酸残基,它们的氨基酸序列一致性在31％-38％之间.系统树分析表明,烟草品种K326中的4种蛋白酶抑制剂分散在进化树的不同位置,形成不同亚群.     

葡萄乙醇脱氢酶基因Ⅲ的电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆方法获得葡萄乙醇脱氢酶基因Ⅲ(ADHⅢ),并采用生物信息学方法对该基因编码蛋白从氨基酸组成、理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构以及功能域等方面进行了预测和分析.结果表明,葡萄ADHⅢ基因全长1 602 bp,包含1 140 bp的ORF,编码379个氨基酸,该蛋白不具有明显的疏水区域,也无跨膜结构域,α-螺旋和不规则卷曲是其二级结构的主要构件.葡萄ADHⅢ包含有ADH功能域,和其他植物的ADHⅢ在序列组成、高级结构及活性位点等方面均具有高度的相似性.     

黄瓜CsEXP 10基因的电子克隆及生物信息学分析

以黄瓜CsEXP10 cDNA片段为信息探针,利用电子克隆和序列拼接方法获得了1191bp的cDNA序列。应用生物信息学软件预测了该蛋白的理化性质、卷曲螺旋、疏水性、信号肽、跨膜结构、糖基位点、活性位点、亚细胞定位及二级和高级结构。结果表明：该蛋白是一个疏水性稳定蛋白,定位于细胞壁,含有4个α-螺旋,11个β-折叠,5个跨膜区域,10个糖基化位点,具有催化域和多糖结合域两个结构域。     

甘蔗ATP合酶基因的电子克隆及生物信息学分析

目的:运用电子克隆的方法获得甘蔗中的ATP合酶基因。方法:以小麦中一个ATP合酶基因为种子序列,对甘蔗的EST数据库进行搜索,应用相关软件进行聚类分析、拼接组装和延长。结果:获得一个ATP合酶基因SATPC1的cDNA序列全长,该序列长1 415bp,包含一个完整的1 077bp的ORF,编码358个氨基酸,且与水稻、玉米、高粱和葡萄等其他植物的ATP合酶具有高度的同源性。结论:电子克隆获得的cDNA序列为完整的甘蔗ATP合酶基因全长cDNA。     

牛RHOQ基因的电子克隆与生物信息学分析

利用电子克隆技术获得牛RHOQ基因cDNA序列,采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行预测和分析。结果表明,牛RHOQ基因的cDNA序列全长1 517 bp,包含1个618 bp开放阅读框,编码205个氨基酸;其编码蛋白属疏水性蛋白,不存在信号肽及跨膜结构,定位于分泌系统囊泡;二级结构主要以无规则卷曲和α-螺旋为主。牛RHOQ基因编码蛋白可能具有生长因子功能,可能在神经再生和突触延伸过程中起重要作用。     

甘蔗KNOX基因(Sckn1)的电子克隆及生物信息学分析

KNOX基因对植物顶端分生组织的形成和维持有至关重要的作用。本文选择功能已知的水稻KNOX基因(OSH1,Oskn1)为参考序列,采用电子克隆技术克隆到甘蔗中与OSH1同源的一个KNOX基因Sckn1,并通过生物信息学分析预测该基因的结构、功能。结果表明:该基因包含一个1 071 bp的开放阅读框,编码356个氨基酸,分子量为39.36 kD,理论等电点为6.47。该基因很可能定位于细胞核,起转录调控作用,序列比对发现该基因编码蛋白与高粱、玉米、小米草等KN1蛋白高度相似。以上分析结果为进一步研究Sckn1基因的功能奠定了坚实的基础。     

大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的电子克隆及生物信息学分析

利用电子克隆方法获得大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因(IPI)的cDNA序列,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白的一般理化性质、疏水性、信号肽、二级结构和亚细胞定位等方面进行了预测和分析。结果表明,大豆异戊烯焦磷酸异构酶基因的cDNA序列全长1384bp,包含一个906bp的ORF,编码301个氨基酸。大豆IPI酶为一亲水性的非分泌蛋白,α-螺旋和无规则卷曲是其主要的二级结构,该酶定位于叶绿体。     

Bioinformatics software resources

This review looks at internet archives, repositories and lists for obtaining popular and useful biology and bioinformatics software. Resources include collections of free software, services for the collaborative development of new programs, software news media and catalogues of links to bioinformatics software and web tools. Problems with such resources arise from needs for continued curator effort to collect and update these, combined with less than optimal community support, funding and collaboration. Despite some problems, the available software repositories provide needed public access to many tools that are a foundation for analyses in bioscience research efforts.     

生物信息学

生物信息学是采用计算机技术和信息论方法研究生命科学中各种生物信息的表达;采集,储存,传递,检索,分析和解读的科学,是现代生命科学与信息科学,计算机科学,数学,统计学,物理学,化学等学科相互渗透和高度交叉形成的学科,本文简要介绍了现代生物信息学的主要研究领域。     

国内外生物信息学数据库服务新进展

生物信息学是生命科学中最活跃的领域之一. 各类生物信息学数据库在近年不断出现,其规模呈爆炸趋势增长,同时数据结构日趋复杂. 目前生物信息学数据库服务已实现了高度的计算机和网络化. 算法和软件的进步、数据库的一体化、服务器-客户模式的建立使之成为生物、医药、农业等学科的强有力工具. 在国内北京大学物理化学研究所于1996年建立了第一家生物信息学网络服务器. 现已为国内外科学家提供了7万余次服务,在国际上具有一定影响.     

《生物信息学》课程教学方法探索与实践

从教学实践出发,探讨开设生物信息学选修课的教学大纲、内容及方法,为提高学生综合能力提供一种教学模式。     

生物信息学及其在菌物学研究上的应用

主要介绍生物信息学的基本概念、发展历程、特点、研究领域、面临的挑战以及生物信息学在菌物研究上的应用成果。分析了生物信息学在菌物研究方面的应用前景,并提出了研究和开发的建议。     

生物信息技术加速开发旧药新用途

传统的技术路线研发新药,不仅周期很长而且耗资巨大,开发已获批准药物新的治疗用途,又称为药物重定位,比传统的新药研发具有明显的优势．基于芯片的基因表达谱分析,已常规地广泛用于各种人类疾病的临床研究,提供了在全基因组水平描述疾病状态的特征信号．同时,基因芯片也广泛地用于对比药物处理前后细胞基因表达模式的变化,这也提供了反映药物效应的高质量信号．最近出版的Science Translational Medicine杂志同时发表了一个研究组的两篇论文,为我们展示了如何利用生物信息学手段重新解析和比较全基因组基因表达谱数据,以高效地预测药物的新用途．这两篇论文使用了公共数据库中的100种疾病基因表达谱数据,以及164种药物处理前后细胞基因表达谱数据,通过比较和配对疾病与药物基因表达谱,得到了一些可以逆转疾病异常表达基因的药物,其中证实了一些已知的药物-疾病组合,也预测了一些新的药物-疾病组合．最后通过实验验证了抗溃疡药可用于治疗肺癌,而抗癫痫药可治疗炎症性肠道疾病,进一步证实了他们所采用研究策略的正确性．于是,肺癌和炎性肠道疾病这两种临床上难治的疾病有了新的候选治疗药物,我们也有了一种挖掘已有数据快速发现药物新用途的思路和方法．     

生物信息学预测植物miRNAs的方法

MicroRNA又称miRNA,是一类广泛存在于动植物体内、大小为21~25nt左右的内源性非编码单链小分子RNA。在植物体中,miRNA主要负责调控转录后基因的表达,在机体发育、生长和应答胁迫方面发挥着重要的调节作用。近年来,miRNA已成为分子生物学领域的研究热点。本文介绍了几种发现和研究miRNA的方法,重点阐述了生物信息学预测miRNA方法的流程和策略,并对各过程中采用的方法及信息学软件的优劣性进行比较和分析,为预测miRNA提供新的思路。     

植物激素相关核酸和蛋白质二级数据库的构建与应用

以NCBI维护的一级数据库为数据源建立植物激素相关核酸和蛋白质二级数据库。将该二级数据库设计为基因、蛋白质和文献三部分,编写软件从上述数据源中采集数据,并以XML作为中间格式保存,通过解析提交到二级数据库中并集成部分生物信息学工具软件,初步实现了数据检索、统计分析、基于Web的本地化BLAST同源序列检索、序列的自动拼接以及蛋白质结构和功能位点的分析等功能。该二级数据库的构建为植物激素作用分子机理研究提供了高针对性的植物激素数据源和生物信息学辅助工具。     

多效生长因子相关基因的生物信息学分析

目的:用生物信息学方法分析多效生长因子(PTN)潜在的分子功能。方法:利用由美国亚利桑那癌中心提供的生物信息学数据库,对前期用小鼠全基因组表达谱芯片检测到的Ptn相关基因进行生物信息学分析,通过GO Terms分析这些基因所属的功能群体,用Pathway Miner分析这些基因参与调控的信号通路。结果:370个由芯片检测得到的Ptn相关基因中,在GO Terms数据库中找到231个基因,其中参与细胞成分构成的基因占31.83%,具有分子功能的基因占35.34%,而参与生物学过程的基因占32.83%;在Pathway Miner数据库中找到105个基因。这些基因相关的信号通路有230条,分别属于细胞和调控过程通路以及代谢通路。结论:PTN是一个重要的细胞因子,可能参与机体的免疫与防御反应、炎症反应,以及细胞的增殖、凋亡调控等。