生物信息学.ppt

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1、生物信息学生物信息学Half day on the web,half month in the lab.saves you-Alan Bleasby0202200001011000AGAGGAAA2000年年2月月2日日，北京大学燕北园300多位教师的家用计算机接入Internet；2001年年2月月12日日，北京大学2000多个本科生宿舍的计算机接入Internet.BioMedXBioinformatics4/29/2023网络时代的生命科学和生物技术产业讨论会9-10 Apr 2001首届中国生物信息学大会11-13 Apr 2001ID PSPPF1 standard;RNA;PLN;

2、1523 BP.AC Y12618;SV Y12618.1DT 30-JUN-1997(Rel.52,Created)DT 02-FEB-1999(Rel.58,Last updated,Version 4)DE Pisum sativum mRNA for PPF-1 proteinKW ppf-1 gene;PPF-1 protein.OS Pisum sativum(pea)OC Eukaryota;Viridiplantae;Streptophyta;Embryophyta;Tracheophyta;OC euphyllophytes;Spermatophyta;Magnoliophy

3、ta;eudicotyledons;OC core eudicots;Rosidae;eurosids I;Fabales;Fabaceae;Papilionoideae;OC Pisum.RN 1RA Zhu Y.,Zhang Y.,Luo J.,Davies P.J.,Ho D.T.H.;RT PPF-1,a post-floral-specific gene expressed in short-day-grown G2 pea,RT may be important for its never-senescing phenotype;RL Gene 208:1-6(1998).RN 3

4、RP 1-1523RA Zhang Y.;RT ;RL Submitted(02-FEB-1999)to the EMBL/GenBank/DDBJ databases.RL Y.Zhang,Peking University,Box 28,College of Life Sciences,Beijing,RL 100871,PRCDR Demeter;Y12618;Y12618.DR MENDEL;14275;Pissa;2332;14275.DR SPTREMBL;O04699;O04699.FH Key Location/QualifiersFHFT source 1.1523FT /d

5、b_xref=taxon:3888FT /organism=Pisum sativumFT /strain=G2FT /dev_stage=pre-floral seedlingsFT /tissue_type=apical budFT /clone_lib=lambda ZAPIIFT CDS 48.1376FT /db_xref=SPTREMBL:O04699FT /gene=ppf-1FT /product=PPF-1 proteinFT /protein_id=CAA73179.1FT /translation=MAKTLISSPSFLGTPLPSLHRTFSPNRTRLFTKVQFS

6、FHQLPPIQFT SVSHSVDLSGIFARAEGLLYTLADATVAADAAASTDVAAQKNGGWFGFISDGMEFVLKVFT LKDGLSSVHVPYSYGFAIILLTVIVKAATLPLTKQQVESTLAMQNLQPKIKAIQERYAGFT NQERIQLETSRLYTQAGVNPLAGCLPTLATIPVWIGLYQALSNVANEGLLTEGFLWIPSFT LGGPTSIAARQSGSGISWLFPFVDGHPLLGWYDTAAYLVLPVLLIVSQYVSMEIMKPPQFT TNDPNQKNTLLIFKFLPLMIGYFSLSVPSGLTIYWFTNNVL

7、STAQQVWLRKLGGAKPAVFT NENAGGIITAGQAKRSASKPEKGGERFRQLKEEEKKKKLIKALPVEEVQPLASASASNDFT GSDVENNKEQEVTEESNTSKVSQEVQSFSRERRSKRSKRKPVASQ Sequence 1523 BP;421 A;325 C;311 G;466 T;0 other;ctcaagcctt caagcctgaa gcgtctcgta cacaaacctt ctcatccatg gcgaagacac 60 tgatttcttc tccatcattc ctcggtactc cacttccttc acttcaccg

8、t actttctccc 120 ctaatcgcac caggcttttc accaaagttc aattcagttt ccaccaactt cctccgattc 180 .ggaccacata catttgtttg tagtttatag taagttttgt atatgtcaaa cagtttgtat 1440 catttttggg ttgacaattt tattgaacat gttatttaat catgcaaaat atcttttgtt 1500 tcatttaagt tccacatgtt agc 1523/编号：编号：U00096名称：名称：Escherichia coli菌株：菌株

9、：K-12 MG1655基因数：基因数：4293个个碱基数：碱基数：4639221 bp生物信息的开发和应用生物信息的开发和应用以核酸蛋白质等生物大分子为主要以核酸蛋白质等生物大分子为主要研究对象研究对象以信息、数理、计算机科学为主要以信息、数理、计算机科学为主要研究手段研究手段以计算机网络为主要以计算机网络为主要研究环境研究环境以计算机软件为主要以计算机软件为主要研究工具研究工具对序列数据进行对序列数据进行存储、管理、注释、加工存储、管理、注释、加工对各种数据库进行对各种数据库进行查询、搜索、比较、分析查询、搜索、比较、分析构建各种类型的专用构建各种类型的专用数据库信息系统数据库信息系统研究

10、开发面向生物学家的研究开发面向生物学家的新一代计算机软件新一代计算机软件生物信息学研究生物信息学研究利用数理统计、模式识别、动态规划、密码解读、语利用数理统计、模式识别、动态规划、密码解读、语意解析、信令传递、神经网络、遗传算法以及隐马氏意解析、信令传递、神经网络、遗传算法以及隐马氏模型等各种方法模型等各种方法对序列、结构数据进行对序列、结构数据进行定性和定量分析定性和定量分析，从中获取基，从中获取基因编码、基因调控、序列因编码、基因调控、序列-结构结构-功能关系等理性知识功能关系等理性知识阐明细胞、器官和个体的发生、发育、病变、衰亡的阐明细胞、器官和个体的发生、发育、病变、衰亡的基本规律和基

11、本规律和时空联系时空联系探索生命起源、生物进化、生命本质等重大理论问题，探索生命起源、生物进化、生命本质等重大理论问题，最终建立最终建立“生物学周期表生物学周期表”生物信息学生物信息学 研究方向研究方向基因组序列装配基因组序列装配基因识别基因识别基因功能预报基因功能预报基因多态性分析基因多态性分析基因进化基因进化mRNAmRNA结构预测结构预测基因芯片设计基因芯片设计基因芯片数据分析基因芯片数据分析疾病相关基因分析疾病相关基因分析蛋白质序列分析蛋白质序列分析蛋白质家族分类蛋白质家族分类蛋白质结构预测蛋白质结构预测蛋白质折叠研究蛋白质折叠研究代谢途径分析代谢途径分析转录调控机制转录调控机制蛋白质

12、芯片设计蛋白质芯片设计蛋白质芯片数据分析蛋白质芯片数据分析药物设计药物设计引自Neil Campbell著Biology第4版,996生物进化生物进化实验实验生物学生物学计算计算生物学生物学理论理论生物学生物学国际著名生物信息中心Bioinformatics CentresNCBI National Center for Biotechnology Information(US)EBI European Bioinformatics Institute(EU)HGMP Human Genome Mapping Project Resource Centre(UK)ExPASy Expert o

13、f 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)欧洲分子生物学网络组织(EMBnet)European Molecular Biology NetworkEMBnetEMBnet为国

14、际著名生物信息学组织，为世界各国提供生物为国际著名生物信息学组织，为世界各国提供生物信息资源，并合作进行生物信息的研究、开发、应用和人信息资源，并合作进行生物信息的研究、开发、应用和人才培训。才培训。EMBnet国家节点国家节点欧洲欧洲:奥地利、比利时、丹麦、法国、芬兰奥地利、比利时、丹麦、法国、芬兰 、德国、希、德国、希腊腊 匈牙利、爱尔兰、以色列、意大利、挪威、匈牙利、爱尔兰、以色列、意大利、挪威、波兰、葡萄牙波兰、葡萄牙、斯洛伐克、西班牙、瑞典、瑞士、斯洛伐克、西班牙、瑞典、瑞士、荷兰、土耳其、英国荷兰、土耳其、英国亚洲亚洲:中国中国、印度、印度 澳洲澳洲:澳大利亚澳大利亚北美洲北美洲:

15、加拿大加拿大 非洲：非洲：南非南非南美洲南美洲:阿根廷、古巴、智利、墨西哥阿根廷、古巴、智利、墨西哥亚太生物信息学网络组织中国节点亚太生物信息学网络组织中国节点生物技术和信息技术是21世纪的两大经济发展支柱，生物信息学是生命科学和信息科学的结合点，是当今自然科学新的前沿领域。生物信息资源建设是生物信息研究开发的基础。1996年，北京大学加入欧洲分子生物学网络组织，成为该组织的中国国家节点，并成立生物信息中心，为生物、医学、制药、农业、环境等领域的研究开发提供生物信息资源服务，并开展二次数据库构建、软件集成、基因组分析等研究。欧洲分子生物学网络组织欧洲分子生物学网络组织中国国家节点中国国家节点N

16、ational NodeNational NodeEuropean Molecular Biology NetworkEuropean Molecular Biology Network北京大学生物信息中心北京大学生物信息中心Centre of Bioinformatics Centre of Bioinformatics Peking UniversityPeking University数据库查询数据库查询数据库搜索数据库搜索文件下载文件下载网络教程网络教程网络新闻网络新闻序列分析序列分析序列装配序列装配分子模型分子模型结构分析结构分析药物设计药物设计2000年年CBI主服务器页面访问量主

17、服务器页面访问量v安装了安装了7070多个数据库，提供多个数据库，提供200200多种软件下载多种软件下载v建立了建立了1414个国外著名生物信息中心镜象个国外著名生物信息中心镜象v提供了数据库和文献查询、搜索提供了数据库和文献查询、搜索v构建了中华民族基因多样性等专用数据库构建了中华民族基因多样性等专用数据库v集成和开发了基于集成和开发了基于WebWeb的生物信息软件工具的生物信息软件工具v开展了分子模拟、序列分析等应用研究开展了分子模拟、序列分析等应用研究v举办了国际国内培训班、讲习班、讨论会举办了国际国内培训班、讲习班、讨论会v开设了生物信息学概论研究生课程开设了生物信息学概论研究生课程

18、中华民族基因多样性数据库中华民族基因多样性数据库转录因子细胞特异性数据库转录因子细胞特异性数据库Cytomer蛋白质结构域数据库蛋白质结构域数据库Domain蛋白质回环数据库蛋白质回环数据库Loop水稻矮缩病毒数据库水稻矮缩病毒数据库RDV二硫键信息数据库二硫键信息数据库Bridge构建二次数据库构建二次数据库中华民族基因多态性数据库水稻矮缩病毒基因组数据库水稻矮缩病毒基因组数据库转录因子细胞特异表达数据库转录因子细胞特异表达数据库蛋白质回环数据库蛋白质回环数据库蛋白质二硫键数据库廖黔宁，罗静初，周培爱，顾孝诚，梁宋平，虎纹捕鸟蛛毒素廖黔宁，罗静初，周培爱，顾孝诚，梁宋平，虎纹捕鸟蛛毒素-I突

19、变体的设计、突变体的设计、合成和活性鉴定，中国生物化学和分子生物学学报合成和活性鉴定，中国生物化学和分子生物学学报,5(5):756-761,1999年。年。SY Lu,PC Deng,XC Liu,JC Luo,RS Han,XC Gu，SP Liang,XC Wang,F Li,V Lozanov,A Patthy and S Pongor,Solution structure of the Major a a-amylase inhibitor of the crop plant amaranth，J.Biol.Chem.274(29):20473-20478,1999.拟南芥突变体库数

20、据库拟南芥突变体库数据库北大耶鲁合作项目北大耶鲁合作项目Computer Aided Vaccine Design SystemDatabaseArticlesLab WorkAlgorithm(ANN),Analysis Program,Adjust ProgramData FlowRight/Wrong?Right/Wrong?AnswerAnswer生物信息学应用研究生物信息学应用研究 分子模型分子模型Liu Y,Luo J,Xu C,Ren F,Peng C,Wu G,Zhao J,Purification,characterization,and molecular cloning

21、of the gene of a seed-specific antimicrobial protein from pokeweed.Plant Physiol 122(4):1015-24,2000.生物信息学应用研究 序列分析Zhu Y,Zhang,Y,Luo J,Davies PJ,Ho DT,PPF-1,A Post-floral-specific Gene Expressed in Short-day Grown G2 Pea,May Be Important for its never-senescing phenotype.Gene,16(1),1-6,1998.生物信息学应用研

22、究生物信息学应用研究 分子模拟分子模拟图1 从N端看Helix4螺旋结构(右)和第4螺旋条带图(下)，其中E129、A140、A144、D136、R131的侧链用球棍图表示。粗线所示残基L126、R127、F134、A149突变后活性没有改变。软件开发和集成软件开发和集成Friends all over the world1998.4 EMBnet生物信息讲习班1998.6 EMBL分子模型培训班1998.9 药物设计培训班1999.4 ICGEB国际生物信息讲习班1999.11 中瑞生物信息讨论班2000.9 核磁共振培训班2000.11 基因组数据分析讲习班1999.9起 理论生物学讨论班

23、Introduction to BioinformaticsGraduate Course for 85 students from biology and medicine4/29/2023Do your experiment,at least once a year!-Sydney Brenner开拓生物技术新的研究领域开拓生物技术新的研究领域-生物信息数据管理和服务系统生物信息学是当今自然科学新的前沿领域，是生命科学和信息技术的结合点，是解读生物信息学是当今自然科学新的前沿领域，是生命科学和信息技术的结合点，是解读基因组遗传密码的重要工具。基因组遗传密码的重要工具。“九五九五”期间期间,

24、863,863生物技术领域努力建设生物数据管生物技术领域努力建设生物数据管理和服务系统，为我国生物信息学研究以及生物信息资源的应用和开发服务。理和服务系统，为我国生物信息学研究以及生物信息资源的应用和开发服务。北京大学生物信息中心数据资源北京大学生物信息中心数据资源上海生命科学院生物信息中心主页上海生命科学院生物信息中心主页在863生物技术和信息技术领域支持下,北京大学生物信息中心在引进国外数据库和软件工具方面做了开创性工作，已建成国内最大的生物信息资源系统。中科院上海生命科学院生物信息中心建立了中国核酸蛋白数据库和生物信息网站。“八六三”生物信息数据管理和服务系统的建立，为我国生物学、医学、

25、药物学、农业和环境科学的研究开发提供信息资源服务，为建立国家生物信息中心奠定了基础。北京大学北京大学863生物信息数据库中心生物信息数据库中心八八六六三三计计划划十十五五周周年年成成就就展展览览I think we can not get a Nobel prize by what we are doing,but the Nobel prize winners know what we are doing for.Last,but not least Alan walking around the Genome Campus.Cambridge,5 Oct 2000So,I will go to my death with smile.-Alan Bleasby