第二章、生物分子数据库 PPT资料共81页
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生物信息学概述(共59张PPT)精选全文完整版
蛋白质 结构
蛋白质 功能
最基本的 生物信息
2024/11/11
生命体系千姿百 态的变化
维持生命活 动的机器
9
第一部遗传密码已被破译，但对密码的转录过程还不清楚，对大多
数DNA非编码区域的功能还知之甚少
对于第二部密码，目前则只能用统计学的方法进行分析。破译“第
二遗传密码”：即折叠密码（folding code），从蛋白质的一级结构
Rickettsia prowazekii
Helicobacter pylori
Buchnerasp. APS
Escherichia coli大南芥
Thermotoga maritima
Thermoplasma acidophilum
mouse
Caenorhabitis elegans
以基因组计划的实施为标志的基因组时代（1990年至2001年）是生
物信息学成为一个较完整的新兴学科并得到高速发展的时期。这一 时期生物信息学确立了自身的研究领域和学科特征，成为生命科学 的热点学科和重要前沿领域之一。
这一阶段的主要成就包括大分子序列以及表达序列标签 （ expressed sequence tag，EST）数据库的高速发展、BLAST（ basic local alignment search tool）和FASTA（fast alignment）等工具软件的研制和相应新算法的提出、基因的寻 找与识别、电子克隆（in silico cloning）技术等，大大提高
细胞质（线粒体、叶绿体） 基因组DNA
人类基因组：3.2×109 bp 18
人类自然科学史上的 3 大计划
曼哈顿原子 弹计划
阿波罗登月 计划
人类基因组计划
高中生物必修二全套PPT课件
保护生物多样性策略
01
就地保护
建立自然保护区，对 濒危物种进行就地保 护和管理。
02
迁地保护
将濒危物种迁出原地 ，移入动物园、植物 园等进行特殊保护和 管理。
03
法律法规保护
制定相关法律法规， 禁止对濒危物种的猎 杀、采伐和买卖等活 动。
04
公众教育
通过宣传教育，提高 公众对生物多样性的 认识和保护意识。
03
人类遗传病与优生优育策略
Chapter
常见人类遗传病类型及特点
单基因遗传病
由单个基因突变引起，如 红绿色盲、血友病等，遵 循孟德尔遗传规律。
多基因遗传病
由多个基因和环境因素共 同作用，如高血压、糖尿 病等，具有家族聚集性和 较高的发病率。
染色体异常遗传病
由染色体结构或数目异常 引起，如唐氏综合征、猫 叫综合征等，常导致严重 的生长发育障碍。
水资源危机
水资源短缺、水污染严重，影响 人类生活和工农业生产。
我国当前面临主要生态环境问题
01
02
03
04
水土流失严重
黄土高原等地区水土流失问题 突出，导致生态环境恶化。
沙漠化扩展
西北地区沙漠化趋势加剧，对 当地生态和居民生活造成威胁
。
森林资源不足
我国森林资源总量不足，分布 不均，难以满足生态需求。
基因表达的调控机制
变异类型及其产生原因
基因突变的类型、特点及意义 染色体变异的类型及意义
基因重组的类型及意义 生物变异在育种上的应用
02
物种起源与生物多样性
Chapter
物种起源理论及证据
01Biblioteka 0203物种起源理论
包括自然选择、遗传变异 、隔离等基本概念和原理 。
《分子生物图谱》课件
转录组分析
总结词
转录组分析是研究基因表达和调控的重要手段，通过分析不同生理或病理条件 下转录本的表达情况，揭示生物体的生命活动规律。
详细描述
转录组分析包括转录本测序、差异表达分析和可变剪接分析等。这些技术能够 检测基因在不同条件下的表达水平，并发现基因表达的差异和可变剪接现象， 从而揭示基因的表达调控机制。
它以图形、图表、图片等形式呈现， 帮助研究者更好地理解生物大分子的 性质和功能，从而为生命科学领域的 研究提供有力支持。
分子生物图谱的用途
01
分子生物图谱在生命科学领域中 具有广泛的应用，如结构生物学 、分子生物学、药物设计等。
02
通过分子生物图谱，研究者可以 更好地理解生物大分子的结构和 功能，从而为新药研发、疾病治 疗等提供理论支持和实践指导。
蛋白质组学技术
总结词
蛋白质组学技术是研究蛋白质表达、 功能和相互作用的重要手段，通过分 析蛋白质的表达和修饰，揭示生物体 的蛋白质调控机制。
详细描述
蛋白质组学技术包括蛋白质分离、质 谱分析和免疫印迹等。这些技术能够 检测蛋白质的表达水平、修饰状态和 相互作用，从而揭示蛋白质的功能和 调控机制。
表观遗传学技术
药物作用机制研究
通过分析药物与生物分子之间的相互作用，深入了解药物的作用机制，为新药研发提供科学依据。
生物进化研究
物种分类
分子生物图谱可以用于物种的分子分类 ，为生物进化研究提供更准确、可靠的 分类依据。
VS
生物进化历程
通过比较不同物种的分子生物图谱，可以 深入探究生物的进化历程和演化机制。
生态与环境监测
的深入发展。
系统生物学研究
通过对不同组学的整合分析，可以 从系统生物学角度全面揭示生命活 动的规律和机制。
第二章 生物分子数据库
51
SWISS-PROT
52
格式
53
54
Tools
55
Uniprot
/
2002年，PIR将PIR-PSD、Swiss-Prot及
TrEMBL三个蛋白质序列数据库统一为
UniprotKB数据库（protein
knowledgebase),将全世界的蛋白质序列及
研究的分析成果，对从事相关领域的研究人员 具有重要的参考作用。
1998 年底GDB 主节点移至加拿大多伦多儿
童医院生物信息超级计算中心BiSC。GDB 的
审读和维护仍在美国霍普金斯大学JHU。
24
GDB数据库是人类基因图谱数据库，目的在于支持构建 人类基因图谱和测序。
目前GDB包含对下述三种对象的描述：
2LEV
67
MMDB(Molecular Modeling Database)
分子模型MMDB 是NCBI所开发的生物信息数据 库集成系统Entrez的一个部分，数据库的内容包 括来自于实验的生物大分子结构数据。 与PDB相比，对于数据库中的每一个生物大分子 结构，MMDB具有许多附加的信息，如分子的生 物学功能、产生功能的机制、分子的进化历史等 。 还提供生物大分子三维结构模型显示（Cn3D)、 结构分析和结构比较工具。
68
二、蛋白质结构分类数据库
蛋白质结构分类是蛋白质结构研究的一个重要方向。 是三维结构数据库的重要组成部分。
蛋白质结构分类可以在不同层次，包括折叠类型、 拓扑结构、家族、超家族、结构域、二级结构、超 二级结构等。
类似于动、植物学上分类的“门、纲、目、科、 属、种”。
69
SCOP数据库 SCOP数据库（Structural Classification of Proteins）是基于 Web 的蛋白质结构数据库分类、检索和分析系统。
SWISS-PROT
52
格式
53
54
Tools
55
Uniprot
/
2002年，PIR将PIR-PSD、Swiss-Prot及
TrEMBL三个蛋白质序列数据库统一为
UniprotKB数据库（protein
knowledgebase),将全世界的蛋白质序列及
研究的分析成果，对从事相关领域的研究人员 具有重要的参考作用。
1998 年底GDB 主节点移至加拿大多伦多儿
童医院生物信息超级计算中心BiSC。GDB 的
审读和维护仍在美国霍普金斯大学JHU。
24
GDB数据库是人类基因图谱数据库，目的在于支持构建 人类基因图谱和测序。
目前GDB包含对下述三种对象的描述：
2LEV
67
MMDB(Molecular Modeling Database)
分子模型MMDB 是NCBI所开发的生物信息数据 库集成系统Entrez的一个部分，数据库的内容包 括来自于实验的生物大分子结构数据。 与PDB相比，对于数据库中的每一个生物大分子 结构，MMDB具有许多附加的信息，如分子的生 物学功能、产生功能的机制、分子的进化历史等 。 还提供生物大分子三维结构模型显示（Cn3D)、 结构分析和结构比较工具。
68
二、蛋白质结构分类数据库
蛋白质结构分类是蛋白质结构研究的一个重要方向。 是三维结构数据库的重要组成部分。
蛋白质结构分类可以在不同层次，包括折叠类型、 拓扑结构、家族、超家族、结构域、二级结构、超 二级结构等。
类似于动、植物学上分类的“门、纲、目、科、 属、种”。
69
SCOP数据库 SCOP数据库（Structural Classification of Proteins）是基于 Web 的蛋白质结构数据库分类、检索和分析系统。
分子生物学ppt课件完整版
肿瘤标志物
寻找和验证肿瘤特异性标志物，用于肿瘤的早期诊断、预后评估和 个性化治疗。
肿瘤免疫治疗
利用分子生物学技术，研究和开发肿瘤免疫治疗策略，如CAR-T细胞 疗法等。
免疫学中的分子生物学应用
免疫相关基因
研究免疫相关基因的突变、表达和调控，揭示免疫应答和免疫疾 病的分子机制。
疫苗研发
利用分子生物学技术，研究和开发新型疫苗，如mRNA疫苗、 DNA疫苗等。
03
DNA修复机制
当DNA受到损伤时，细胞会启动修复机制对损伤进行修复。常见的修
复方式包括直接修复、切除修复和重组修复等。这些修复机制能够确保
遗传信息的稳定性和准确性。
03
RNA的结构与功能
RNA的分子组成
核糖核苷酸
RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸，由磷酸、核糖 和碱基组成。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌 呤（A）、鸟嘌呤（G）、 胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U ）。
基因诊断与治疗
基因诊断
通过检测特定基因或基因突变来 预测或诊断疾病，如遗传性疾病
、癌症等。
基因治疗
通过修改或替换病变基因来治疗 疾病，如基因编辑技术CRISPR-
Cas9等。
个性化医疗
基于患者的基因组信息，制定个 性化的治疗方案，提高治疗效果
和减少副作用。
肿瘤分子生物学研究
肿瘤基因
研究肿瘤相关基因的突变、表达和调控，揭示肿瘤发生和发展的分 子机制。
分子生物学ppt课 件完整版
目 录
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 基因的表达与调控 • 分子生物学技术与方法 • 分子生物学在医学领域的应用
01
分子生物学概述
寻找和验证肿瘤特异性标志物，用于肿瘤的早期诊断、预后评估和 个性化治疗。
肿瘤免疫治疗
利用分子生物学技术，研究和开发肿瘤免疫治疗策略，如CAR-T细胞 疗法等。
免疫学中的分子生物学应用
免疫相关基因
研究免疫相关基因的突变、表达和调控，揭示免疫应答和免疫疾 病的分子机制。
疫苗研发
利用分子生物学技术，研究和开发新型疫苗，如mRNA疫苗、 DNA疫苗等。
03
DNA修复机制
当DNA受到损伤时，细胞会启动修复机制对损伤进行修复。常见的修
复方式包括直接修复、切除修复和重组修复等。这些修复机制能够确保
遗传信息的稳定性和准确性。
03
RNA的结构与功能
RNA的分子组成
核糖核苷酸
RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸，由磷酸、核糖 和碱基组成。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌 呤（A）、鸟嘌呤（G）、 胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U ）。
基因诊断与治疗
基因诊断
通过检测特定基因或基因突变来 预测或诊断疾病，如遗传性疾病
、癌症等。
基因治疗
通过修改或替换病变基因来治疗 疾病，如基因编辑技术CRISPR-
Cas9等。
个性化医疗
基于患者的基因组信息，制定个 性化的治疗方案，提高治疗效果
和减少副作用。
肿瘤分子生物学研究
肿瘤基因
研究肿瘤相关基因的突变、表达和调控，揭示肿瘤发生和发展的分 子机制。
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目 录
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 基因的表达与调控 • 分子生物学技术与方法 • 分子生物学在医学领域的应用
01
分子生物学概述
第二章 第3节分子的性质
5.氢键的特征：
（1）作用力比范德华力大，但比化学键小得多; （2）一种特殊的分子间作用力,不是化学键 （3）氢键具有方向性和饱和性
A、氢键具有方向性。它是指Y原子与X－H形成氢键时， 尽可能使氢键的方向与X－H键轴在同一条直线上。 B、氢键具有饱和性。它是指每一个X－H只能与一个Y 原子形成氢键。
1、概念：范德华力是一种存在于分子间的相互作用力。 范德华力很弱，约比化学键能小1-2数量级 2、特征：
a、一种电性作用; b、一种弱作用，比化学键弱得多； c、无饱和性和方向性。 3、范德华力对物质性质的影响
A、对物质熔、沸点的影响
范德华力越大，物质的熔沸点越高。
B、对物质溶解性的影响
溶质与溶剂之间的范德华力越大，溶解度越大。
22
【问题探究】
气体在加压或降温是为什么会变为液体、固体？
1.冰山融化现象是物理变化还是化学变化？ 2. 冰山融化过程中有没有破坏水分子中的化学键？ 3. 那为什么冰山融化过程仍要吸收能量呢？
升温减压
固态 分子距离增大
升温减压
液态 分子距离增大
气态
由分子构成的物质，在一定条件下能发生三态
变化。说明：分子之间存在着相互作用力
2
复习回忆：
1、键的极性的判断依据是什么？
共用电子对是否有偏移 非极性键: 共用电子对无偏移（电荷分布均匀） 极性键: 共用电子对有偏移（电荷分布不均匀）
2、共用电子对不偏移或偏移是由什么因素引起 的呢?
这是由于原子对共用电子对的吸引力不同造 成的。
3
复习回忆：
（1）何谓电负性？ （2）分别以H2、HCl为例，探究电负性对共价 键极性有何影响？
作用微粒 作用力强弱
第二章生物分子数据库PPT课件
蛋白质序列数据库
1、PIR（Protein Information Resource）
2020/12/12
32
二、各大类主要数据库介绍 蛋白质序列数据库
2、SWISS-PROT (/swissprot/ 曾经的网址）
/
3、 TrEMBL (/trembl/index.html 曾经的网 址) /
TrEMBL是一个计算机注释的蛋白质数据库，作为SWISS-PROT
数据库的补充。该数据库主要包含从EMBL/ Genbank/DDBJ 核酸数 据库中根据编码序列(CDS)翻译而得到的蛋白质序列，并且这些序列 尚未集成到SWISS-PROT 数据库中。
人类基因组图谱(包括细胞遗传图谱、连接图谱、
放射性杂交图谱、content contig图谱和综合图谱
等)；人类基因组内的变异(包括突变和多态性，加上
等位基因频率数据)。
2020/12/12
11
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
2020/12/12
12
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
2020/12/12
2020/12/12
22
（一）Genbank
2020/12/12 23
（一）Genbank
2020/12/12
24
（二）EMBL
EMBL核酸序列数据库由欧洲生物信息 学研究所(EBI)维护的核酸序列数据构成，由 于与Genbank和DDBJ的数据合作交换，它也 是一个全面的核酸序列数据库。该数据库由 Oracal数据库系统管理维护，查询检索可以通 过因特网上的序列提取系统(SRS)服务完成。
13
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
2020/12/12
1、PIR（Protein Information Resource）
2020/12/12
32
二、各大类主要数据库介绍 蛋白质序列数据库
2、SWISS-PROT (/swissprot/ 曾经的网址）
/
3、 TrEMBL (/trembl/index.html 曾经的网 址) /
TrEMBL是一个计算机注释的蛋白质数据库，作为SWISS-PROT
数据库的补充。该数据库主要包含从EMBL/ Genbank/DDBJ 核酸数 据库中根据编码序列(CDS)翻译而得到的蛋白质序列，并且这些序列 尚未集成到SWISS-PROT 数据库中。
人类基因组图谱(包括细胞遗传图谱、连接图谱、
放射性杂交图谱、content contig图谱和综合图谱
等)；人类基因组内的变异(包括突变和多态性，加上
等位基因频率数据)。
2020/12/12
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二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
2020/12/12
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二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
2020/12/12
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（一）Genbank
2020/12/12 23
（一）Genbank
2020/12/12
24
（二）EMBL
EMBL核酸序列数据库由欧洲生物信息 学研究所(EBI)维护的核酸序列数据构成，由 于与Genbank和DDBJ的数据合作交换，它也 是一个全面的核酸序列数据库。该数据库由 Oracal数据库系统管理维护，查询检索可以通 过因特网上的序列提取系统(SRS)服务完成。
13
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
2020/12/12
生物学数据库及其检索精选ppt
二级数据库（ Secondary database ）：在 一级数据库的信息基础上进行计算机加工 处理并增加了许多的人为注释而构成的 （例如：NCBI的RefSeq数据库等）。
Primary vs. Secondary Databases
Curators
Sequencing Centers
Labs
2. PIR
美国国家生物医学研究基金会与国际蛋白质信息中心 （PIR-International）共同维护。 PIR是第一个蛋白质分类和功能注释数据库
➢ PIR的子数据库： 蛋白质序列数据库（PIR-PSD） 蛋白质分类数据库（iProClass） 非冗余的蛋白质参考资料数据库（PIR-NREF）
酵母蛋白质定位 YPL.db
一、核酸数据库
• （一）核酸序列数据库
目 前 ， 国 际 上 主 要 有 Genbank 、 EMBL 、 DDBJ三大核酸序列数据库，三大核酸数据库之 间每天相互交换数据，保持数据同步更新。
三大基因数据库之间的关系
GenBank
EMBL Data Library
DDBJ (DNA Data Bank of Japan)
• PIR网址：
3.TrEMBL
➢是一个经计算机注释的蛋白质数据库，采用 SWISS-PROT数据库格式。 ➢主要包含从EMBL/ Genbank/DDBJ三大核 酸数据库中根据编码序列翻译的、尚未集成到 SWISS-PROT数据库中的蛋白质序列。 ➢TrEMBL为SWISS-PROT数据库及时提供补 充。 ➢ TrEMBL网址：
Genbank 由 美国国立生物 技术信息中心 (NCBI)建立维 护，其主页如 图所示。
NCBI 简介
• NCBI全称National Center of Biotechnology Information（美国国家生物技术信息中心）
生物必修二课件DNA的分子结构
03
重组修复
在DNA复制过程中，如果遇到 损伤部位，可以通过重组的方 式将未损伤的姐妹染色单体上 的相应片段进行交换，从而修 复损伤。
04
SOS修复
当DNA受到严重损伤时，细胞 会启动SOS修复机制，通过一 系列酶的协同作用，在损伤部 位进行错误的复制和修复，以 保证细胞的生存。
损伤修复在生物学中意义
预防疾病发生
维持基因组稳定性
DNA损伤修复机制能够确保 DNA复制的准确性和稳定性， 防止基因突变和染色体畸变的 发生。
保证细胞正常功能
DNA是细胞遗传信息的载体， 其稳定性对于细胞正常功能的 维持至关重要。通过损伤修复 机制，细胞能够保持其遗传信 息的完整性和准确性。
抵御外界环境压力
在面对各种外界环境压力（如 紫外线、化学物质等）时， DNA损伤修复机制能够减轻这 些压力对细胞的损害，提高细 胞的适应能力。
碱基互补配对原则
碱基互补配对原则的内容
在DNA双螺旋结构中，腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之间形成两个氢键，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）之间形 成三个氢键。这种严格的碱基互补配对关系保证了DNA复制的准确性。
碱基互补配对原则的意义
碱基互补配对原则是DNA复制、转录和翻译等生物过程的基础，对于维持生物遗传信息的稳定性和准确性具有 重要意义。同时，该原则也为基因工程等生物技术提供了理论支持。
生物必修二课件DNA的分 子结构
汇报人：XX 2024-01-14
目录
• DNA分子结构概述 • DNA双螺旋结构模型 • DNA超螺旋与拓扑异构现象 • DNA复制过程与机制 • 基因表达调控与DNA关系 • DNA损伤修复及意义
01
DNA分子结构概述
DNA发现历程
第二章 生物数据库介绍_PPT幻灯片
Entrez：数据库查询和检索系统，提供各种核酸序列、 蛋白质序列、基因组数据及各种文献数据库的检索，可 设定多种搜索条件，默认方式为“与”
BLAST：最基本的局部序列比对排列搜索工具，是常用 的序列相似性查询工具，主要包括核酸序列的比对，蛋 白质序列的比对等
OMIM：关于人类基因和遗传疾病的分类数据库，收集 了已知的人类基因以及由于这些基因突变而导致的遗传 疾病
FEATURES：序列特性表，详细描述序列的特性
ORIGIN ：碱基序列字段，给出序列中的碱基组成，以// 结束
EMBL（The European Molecular Biology Laboratory）：欧洲分子生物学实验室
1974年由欧洲14个国家加上亚洲的以色列共同发起建 立，现在由欧洲30个成员国政府支持组成
从1979年开始建设，1982年正式运行
GenBank数据库包含了所有已知的核酸序列 和蛋白质序列，以及与它们相关的文献著 作和生物学解释
主要目标：收集世界范围内已发表和自行 投送的核苷酸序列以及相关的文献资料， 为大规模的核苷酸序列数据建立档案
NCBI：National Center for Biotechnology Information，美国国家生物技术信息中心
核酸序列数据库 蛋白质序列数据库
基因组数据库 结构数据库：主要指蛋白质三维空间结构数据库 功能数据库：主要指蛋白质和核酸功能注释的数据库 由上述3类数据库和文献资料为基础构建的二次数据库
一次数据库的数据量大，更新速度快，用户面广， 通常需要高性能的计算机服务器、大容量的磁盘 空间和专门的数据库管理系统支撑；
DDBJ (DNA Data Bank of Japan)，日本DNA数据 库，于1984年建立
BLAST：最基本的局部序列比对排列搜索工具，是常用 的序列相似性查询工具，主要包括核酸序列的比对，蛋 白质序列的比对等
OMIM：关于人类基因和遗传疾病的分类数据库，收集 了已知的人类基因以及由于这些基因突变而导致的遗传 疾病
FEATURES：序列特性表，详细描述序列的特性
ORIGIN ：碱基序列字段，给出序列中的碱基组成，以// 结束
EMBL（The European Molecular Biology Laboratory）：欧洲分子生物学实验室
1974年由欧洲14个国家加上亚洲的以色列共同发起建 立，现在由欧洲30个成员国政府支持组成
从1979年开始建设，1982年正式运行
GenBank数据库包含了所有已知的核酸序列 和蛋白质序列，以及与它们相关的文献著 作和生物学解释
主要目标：收集世界范围内已发表和自行 投送的核苷酸序列以及相关的文献资料， 为大规模的核苷酸序列数据建立档案
NCBI：National Center for Biotechnology Information，美国国家生物技术信息中心
核酸序列数据库 蛋白质序列数据库
基因组数据库 结构数据库：主要指蛋白质三维空间结构数据库 功能数据库：主要指蛋白质和核酸功能注释的数据库 由上述3类数据库和文献资料为基础构建的二次数据库
一次数据库的数据量大，更新速度快，用户面广， 通常需要高性能的计算机服务器、大容量的磁盘 空间和专门的数据库管理系统支撑；
DDBJ (DNA Data Bank of Japan)，日本DNA数据 库，于1984年建立
分子生物分子生物简洁版详解演示文稿
二、细胞因素
主要是指体内的各种吞噬细胞吞噬病原体及其它各种异物的能力。
1.吞噬细胞(phagocytes)的种类：
内毒素
革兰氏阴性菌 脂多糖(LPS) 菌体死亡裂解后释放 不同病原菌的内毒素作用基本相同 弱 不完全抗原，抗原性弱 不能 耐热性强
*1mg肉毒毒素纯品可杀死2亿（2000万）只小鼠或一百万只豚鼠，
中毒的死亡率几近100%，但及时注射抗毒素及对症治疗可使之降
低。1mg破伤风毒素可杀死100万只小鼠，1mg白喉毒素可杀死1000 只豚鼠。
例如，破伤风梭菌的破伤风痉挛毒素(tetanospamin)和 破伤风溶血毒素(tetanolysin)。
第十五页，共54页。
第十六页，共54页。
破伤风痉挛毒素对中枢 神经系统有高度亲和力， 与其细胞表面神经节苷
脂结合，进入细胞后通 过轻链毒性封闭抑制性 突触的介质释放，导致 伸肌，屈肌同时强烈收
缩、肌肉强直痉挛。
破伤风痉挛毒素的毒性 仅次于肉毒毒素，当其 含量尚不能引起免疫时 即足以致病，而毒素与 神经突触的结合是不可 逆的，一般治疗无效，
因此该病的免疫预防特
别重要。
（2）内毒素（endotoxin）
革兰氏阴性细胞、血小板、补体系统、凝血系统等多种细胞 和体液系统，引起发热、白细胞增多、血压下降及微循环障碍，有
侵袭力
毒力 毒素
1）侵袭力(invasiveness)：
病原菌突破宿主防线，并能于宿主体内定居、繁殖、
扩散的能力，称为侵袭力。
吸附和侵入能力； 繁殖与扩散能力； 对宿主防御机能的抵抗能力
第九页，共54页。
（1）吸附和侵入能力：
细菌通过具有粘附能力的结构如革兰氏阴性菌的菌毛粘附于宿主的 呼吸道、消化道及泌尿生殖道粘膜上皮细胞的相应受体，于局部繁
生物分子信息数据库
第4章生物分子数据库国际上已建立起许多公共生物分子数据库，包括基因组图谱数据库、核酸序列数据库、蛋白质序列数据库、生物大分子结构数据库等。
这些数据库由专门的机构建立和维护，他们负责收集、组织、管理和发布生物分子数据，并提供数据检索和分析工具，向生物学研究人员提供大量有用的信息，最大限度地满足他们研究和应用的需要，为他们的研究服务。
4.1 引言建立生物分子数据库的动因是由于生物分子数据的高速增长，而另一方面也是为了满足分子生物学及相关领域研究人员迅速获得最新实验数据的要求。
生物分子信息分析已经成为分子生物学研究必备的一种方法。
如果说理论分析和算法模拟是生物信息学实验方法的话，那么来自于具体实验的原始数据和来自于数据库的数据则是生物信息学的实验材料。
数据库及其相关的分析软件是生物信息学研究和应用的重要基础，也是分子生物学研究必备的工具。
从数据库使用的角度来看，公共生物分子数据库应满足以下5个方面的主要需求：（1）时间性对于新发表的数据，应该能够在很短的时间内（几个小时至几天）通过国际互连网访问。
（2）注释对于每一个基本数据（如序列），应附加一致的、深层次的辅助说明信息。
（3）支撑数据在有些情况下，数据库使用者需要得到原始的实验数据，因而要提供访问原始数据的方法。
数据库中应包含原始数据，或者能够通过交叉索引访问实验数据库中的原始数据。
（4）数据质量必须保证数据库中数据的质量，数据库管理机构应对数据来源进行检查，并且关注数据库用户和专家提出的意见。
（5）集成性三种基本生物分子数据库（核酸序列、蛋白质序列、蛋白质结构）的集成对于用户来说是非常重要的。
对于数据库中的每一个数据对象，必须与其它数据库中的相关数据联系起来，这样可以从某些分子数据出发得到一系列的相关信息。
例如，从某个核酸序列出发，通过交叉索引，可进一步得到对应的基因、蛋白质序列、蛋白质结构，甚至得到蛋白质功能的信息。
分子生物学研究领域虽各有重点，但是研究对象之间存在着密切的联系，比如DNA序列与蛋白质序列之间的联系，基因调控信息与基因表达数据之间的联系。
生物信息数据库ppt课件
UniRef100、UniRef90和UniRef50三个子库，加速同源搜索。 记录以UniRefXX开头加UniProtKB的Accession表示，例：
UniRef90_O70405
36
UniParc UniProt Archive (UniParc) 存储所有公共数据库中有效的蛋白质序列数据，包括序列的来源及来源数据
44
显示分子结构（RasMol ， ChemView ）
45
四. 基因组数据库
46
基因组数据库 收集某些生物整个基因组序列的数据库 基因组计划
➢ Human Genome Project ➢ C. elegans Project 从GenBank中选择同一物种的核酸信息组成的二级库
47
16
17
INSDC 1998年，GenBank、EMBL和DDBJ共同成立了国际核酸序列数据库协会
（International Nucleotide Sequence Database Collaboration,INSDC） 三大核酸数据库之间每天将新测定或更新的数据进行交换共享，保证数据信
64
氨基酸代码
65
GenBank数据格式 (1)
GenInfo Identifier
子库类型
66
GenBank数据格式 (2)
67
GenBank数据格式 (3)
68
GenBank子库类型
69
EMBL标识字 ID DE AC SV KW OS OC DT RN RA RT RL RX RC RP CC DR FH FT SQ 空格 //
2
生物分子数据库几个明显的特征： （1）数据库的更新速度不断加快
数据量呈指数增长趋势 （2）数据库使用频率增长更快 （3）数据库的复杂程度不断增加 （4）数据库网络化 （5）面向应用 （6）先进的软硬件配置
UniRef90_O70405
36
UniParc UniProt Archive (UniParc) 存储所有公共数据库中有效的蛋白质序列数据，包括序列的来源及来源数据
44
显示分子结构（RasMol ， ChemView ）
45
四. 基因组数据库
46
基因组数据库 收集某些生物整个基因组序列的数据库 基因组计划
➢ Human Genome Project ➢ C. elegans Project 从GenBank中选择同一物种的核酸信息组成的二级库
47
16
17
INSDC 1998年，GenBank、EMBL和DDBJ共同成立了国际核酸序列数据库协会
（International Nucleotide Sequence Database Collaboration,INSDC） 三大核酸数据库之间每天将新测定或更新的数据进行交换共享，保证数据信
64
氨基酸代码
65
GenBank数据格式 (1)
GenInfo Identifier
子库类型
66
GenBank数据格式 (2)
67
GenBank数据格式 (3)
68
GenBank子库类型
69
EMBL标识字 ID DE AC SV KW OS OC DT RN RA RT RL RX RC RP CC DR FH FT SQ 空格 //
2
生物分子数据库几个明显的特征： （1）数据库的更新速度不断加快
数据量呈指数增长趋势 （2）数据库使用频率增长更快 （3）数据库的复杂程度不断增加 （4）数据库网络化 （5）面向应用 （6）先进的软硬件配置
《生物分子数据库》幻灯片
始数据，只经过简单的归类整理和注释 ❖二级数据库〔专业数据库〕 ❖对原始生物分子数据进展整理、分类的结
果，是在一级数据库、实验数据和理论分 析的根底上针对特定的应用目标而建立的
❖常用的生物分子数据库
❖三大核酸序列数据库： G enba n k 、 E MBL 、 DDBJ
❖特殊类型的核酸序列数据库：非编码RNA数据 库〔ncRNA〕、表达序列标签数据库〔dbEST 〕、miRNA、tRNAdb
第三节 蛋白质数据库
• 随着分子生物学的发展，人们获得了越来越多关 于蛋白质序列、结构和功能的信息。世界各国的 生物学家和计算机科学家合作利用这些信息构建 了蛋白质序列数据库、蛋白质三维结构数据库、 蛋白质组数据库（二维凝胶电泳数据库）、信号 传导及蛋白质-蛋白质相互作用相关数据库、 DNA和蛋白质相互作用数据库等蛋白质相关数据 库。
• 欧洲生物信息学研究所（EBI），是欧洲分子生物学实验室 （EMBL）的一部分，EMBL-EBIEMBL-EBI的许多数据库是 生物学家们熟知的，包括：EMBL-Bank（DNA和RNA序 列）、Ensemble（基因组）、ArrayExpress（基于微阵列 的基因表达数据）、UniProt（蛋白质序列）、InterPro （蛋白家族、域和基序）、Reactome（传导通路）和 ChEBI（小分子），新的资源帮助研究者不仅了解构成生物 体的分子部件，还了解这些部件是如何组合构成系统的。
SRS集成检索系统
• SRS快速文本检索窗口
• SRS检索结果页面显示的检索结果
• SRS蛋白质记录详细内容页面
三、DDBJ数据库
• 日本DNA数据库DDBJ(DNA Data Bank of Japan)，于 1984年建立，与NCBI的GenBank，EBI的EMBL数据库共 同组成国际DNA数据库。他们开发了SQmateh工具，用来 搜索基因或蛋白质中短的碱基或氨基酸序列区域，并建立了 简便且易操作的SOAP(simple object aeeess protoco1) 服务器。DDBJ主要收集来自日本研究者获得的序列数据， 但也收集数据和发放编号给任何其他国家的研究者。
果，是在一级数据库、实验数据和理论分 析的根底上针对特定的应用目标而建立的
❖常用的生物分子数据库
❖三大核酸序列数据库： G enba n k 、 E MBL 、 DDBJ
❖特殊类型的核酸序列数据库：非编码RNA数据 库〔ncRNA〕、表达序列标签数据库〔dbEST 〕、miRNA、tRNAdb
第三节 蛋白质数据库
• 随着分子生物学的发展，人们获得了越来越多关 于蛋白质序列、结构和功能的信息。世界各国的 生物学家和计算机科学家合作利用这些信息构建 了蛋白质序列数据库、蛋白质三维结构数据库、 蛋白质组数据库（二维凝胶电泳数据库）、信号 传导及蛋白质-蛋白质相互作用相关数据库、 DNA和蛋白质相互作用数据库等蛋白质相关数据 库。
• 欧洲生物信息学研究所（EBI），是欧洲分子生物学实验室 （EMBL）的一部分，EMBL-EBIEMBL-EBI的许多数据库是 生物学家们熟知的，包括：EMBL-Bank（DNA和RNA序 列）、Ensemble（基因组）、ArrayExpress（基于微阵列 的基因表达数据）、UniProt（蛋白质序列）、InterPro （蛋白家族、域和基序）、Reactome（传导通路）和 ChEBI（小分子），新的资源帮助研究者不仅了解构成生物 体的分子部件，还了解这些部件是如何组合构成系统的。
SRS集成检索系统
• SRS快速文本检索窗口
• SRS检索结果页面显示的检索结果
• SRS蛋白质记录详细内容页面
三、DDBJ数据库
• 日本DNA数据库DDBJ(DNA Data Bank of Japan)，于 1984年建立，与NCBI的GenBank，EBI的EMBL数据库共 同组成国际DNA数据库。他们开发了SQmateh工具，用来 搜索基因或蛋白质中短的碱基或氨基酸序列区域，并建立了 简便且易操作的SOAP(simple object aeeess protoco1) 服务器。DDBJ主要收集来自日本研究者获得的序列数据， 但也收集数据和发放编号给任何其他国家的研究者。
第二章、生物分子数据库
（3）数据库的复杂程度不断增加 ；
（4）数据库网络化 ；
（5）面向应用；
（6）先进的软硬件配置。
6
一、分子生物信息数据库简介
7
二、各大类主要数据库介绍
基因组数据库 核酸序列数据库 蛋白质序列数据库 蛋白质结构数据库 蛋白质结构分类数据库 功能数据库 生物信息学数据库导航系统
8
二、各大类主要数据库介绍
基因组数据库
基因组数据库的主体是模式生物基因组数据库，其中 主要有世界各国人类基因组研究中心，测序中心构建的 各种人类的基因组数据库。还有模式生物基因组数据库， 如小鼠、线虫、果蝇、酵母等。一些动物与植物基因组 数据库也纷纷上网。
基因组信息资源除了基因组本身信息外，还包括染色 体、基因突变、遗传疾病、分类学、比较基因组、基因 的调控与表达、放射杂交、基因图谱等各种数据库
27
（三）DDBJ数据库
28
二、各大类主要数据库介绍
蛋白质序列数据库
1、PIR（Protein Information Resource） /
由美国生物医学基金会NBRF（National Biomedical Research Foundation）于1984 年建立的。 •目的是帮助研究者鉴别和解释蛋白质序列信息，研究 分子进化、功能基因组，进行生物信息学分析。
第二章 分子生物信息数据库
1
简介
第一节 分子生物信息数据库 第二节 核酸与蛋白质序列格式 转换
2
第一节、分子生物信息数据库
一、分子生物信息数据库简介 二、各大类主要数据库介绍
3
一、分子生物信息数据库简介
生物分子数据 高速增长
分子生物学 及相关领域研究人员 迅速获得最新实验数据
有关分子生物的ppt
DNA双螺旋结构模型的建立
诺贝尔医学与生理学奖 1962年
2020/12/17
24
Watson JD和Crick FHC的“双螺旋结 构模型” 启动了分子生物学及重组 DNA技术的发展。确立了核酸作为信息 分子的结构基础；提出了碱基配对是核 酸复制、遗传信息传递的基本方式，最 终确定了核酸是遗传的物质基础。
20
In 1952, Alfred Hershey and Martha Chase did an experiment which is so significant, it has been nicknamed the “Hershey-Chase Experiment”.
2020/12/17
2020/12/17
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In 1952, Alfred Hershey and Martha Chase did an experiment which is
so significant, it has been nicknamed the “Hershey-Chase Experiment”.
2020/12/17
DNA-遗传密码的携带者
引自Neil Campbell著Biology第4版,1996
蜘蛛毒素 金属硫蛋白 胰岛素
蛋白酶 光合作用受体
分子生物学的研究内容
基因与基因组的结构与功能 DNA的复制、转录和翻译 基因表达调控的研究 DNA重组技术 结构分子生物学
分子生物学的发展历程
1944~1966年，人类对DNA和遗传信息传递的 认识阶段
1910年，德国科学家Kossel第一个 分离了腺嘌呤，胸腺嘧啶和组氨酸。
1959年，美国科学家Ochoa 因为酶 学方面的杰出贡献（第一次合成核糖核 酸），与实现试管内细菌细胞中DNA的 复制的Arthur Kornberg共享当年诺贝 尔生理与医学奖。
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基因组数据库
基因组数据库的主体是模式生物基因组数据库，其中 主要有世界各国人类基因组研究中心，测序中心构建的 各种人类的基因组数据库。还有模式生物基因组数据库， 如小鼠、线虫、果蝇、酵母等。一些动物与植物基因组 数据库也纷纷上网。
基因组信息资源除了基因组本身信息外，还包括染色 体、基因突变、遗传疾病、分类学、比较基因组、基因 的调控与表达、放射杂交、基因图谱等各种数据库
Ensembl 所用的基因预测程序为GenScan。其他的特 征包括单核苷酸多态性（SNP）、重复序列与其它序列高15 度相似（或同源）的序列。
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
（二）人类基因组数据库Ensembl
16
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
（二）人类基因组数据库Ensembl
这三个数据库是综合性的DNA 和RNA序列数据库，其数 据来源于众多的研究机构和核酸测序小组，来源于科学文 献。用户可以通过各种方式将核酸序列数据提交给这三个 数据库系统。
20
（一）Genbank
Genbank库包含了所有已知的核酸序列和蛋白质序列，以 及与它们相关的文献著作和生物学注释。
它是由美国国立生物技术信息中心(NCBI)建立和维护的。 它的数据直接来源于测序工作者提交的序列；由测序中心 提交的大量EST序列和其它测序数据；以及与其它数据机 构协作交换数据而来。
18
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
（三）其他基因组数据库
1、EcoGene 大肠杆菌(E.coli)K-12的序列 / 2、MITOMAP人类线粒体基因组 / 3、 SGD 酵母基因组数据库 /Saccharomyces
（3）数据库的复杂程度不断增加 ；
（4）数据库网络化 ；
（5）面向应用；
（6）先进的软硬件配置。
6
一、分子生物信息数据库简介
7
二、各大类主要数据库介绍
基因组数据库 核酸序列数据库 蛋白质序列数据库 蛋白质结构数据库 蛋白质结构分类数据库 功能数据库 生物信息学数据库导航系统
8
二、各大类主要数据库介绍
PIR提供三种类型的检索服务: 一是基于文本的交互式查询，用户通过关键字进行数据查询。
二是标准的序列相似性搜索，包括BLAST、FASTA等。
三是结合序列相似性、注释信息和蛋白质家族信息的高级搜索， 包括按注释分类的相似性搜索、结构域搜索等。
目前，PIR 包括三个子数据库，分别是：
•蛋白质序列数据库PIR-PSD
25
（二）EMBL
/embl/
26
（三）DDBJ数据库
日本DNA数据仓库(DDBJ)也是一个全 面 的 核 酸 序 列 数 据 库 ， 与 Genbank 和 EMBL核酸库合作交换数据。可以使用其 主页上提供的SRS工具进行数据检索和序 列分析。
DDBJ的网址是：ddbj.nig.ac.jp/index-e.html
9
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
（一） GDB The GDB Human Genome Database
/
于1990年由美国JOHNS HOPKINS大学建立，现 在由加拿大儿童医院生物信息学中心负责管理。
基因组数据库(GDB)为人类基因组计划(HGP)保存
和处理基因组图谱数据。
•蛋白质分类数据库iProClass
31
•以及非冗余的蛋白质参考资料数据库PIR-NREF。
二、各大类主要数据库介绍 蛋白质序列数据库
1、PIR（Protein Information Resource）
32
二、各大类主要数据库介绍
蛋白质序列数据库
2、SWISS-PROT (/swissprot/ 曾经的网址）
Genbank每天都会与欧洲分子生物学实验室(EMBL)的数据 库，和日本的DNA数据库(DDBJ)交换数据，使这三个数据 库的数据同步。
Genbank的数据可以从NCBI的FTP服务器上免费下载完整
的库，或下载积累的新数据。NCBI还提供广泛的数据查询、
序列相似性搜索以及其它分析服务，用户可以从NCBI的主
除了蛋白质序列数据之外，PIR还包含以下信息： (1)蛋白质名称、蛋白质的分类、蛋白质的来源； (2)关于原始数据的参考文献； (3)蛋白质功能和蛋白质的一般特征，包括基因表
达、翻译后处理、活化等； (4)序列中相关的位点、功能区域。
30
二、各大类主要数据库介绍
蛋白质序列数据库
1、PIR（Protein Information Resource）
27
（三）DDBJ数据库
28
二、各大类主要数据库介绍
蛋白质序列数据库
1、PIR（Protein Information Resource） /
由美国生物医学基金会NBRF（National Biomedical Research Foundation）于1984 年建立的。 •目的是帮助研究者鉴别和解释蛋白质序列信息，研究 分子进化、功能基因组，进行生物信息学分析。
/
是由Geneva 大学和欧洲生物信息学研究所（ EBI）于1986 年联合建立 的，它是目前国际上权威的蛋白质序列数据库。SWISS-PROT 中的蛋白 质序列是经过注释的。
SWISS-PROT中的数据来源于不同源地： （1）从核酸数据库经过翻译推导而来； （2）从蛋白质数据库PIR挑选出合适的数据； （3）从科学文献中摘录； （4）研究人员直接提交的蛋白质序列数据
19
二、各大类主要数据库介绍
核酸序列数据
核酸序列是了解生物体结构、功能、发育和进化的出发 点。国际上权威的核酸序列数据库有三个，分别是 美国生物技术信息中心（ NCBI ）的GenBank 欧洲分子生物学实验室的EMBL-Bank 日本遗传研究所的DDBJ
三个组织相互合作，各数据库中的数据基本一致，仅在 数据格式上有所差别，对于特定的查询，三个数据库的响 应结果一样。
与其它蛋白质序列数据库相比较，SWISS-PROT 有三个明显的特点：
（1）注释
（2）最小冗余
33
（3）与其它数据库的连接
二、各大类主要数据库介绍
2、SWISS-PROT (/swissprot/）
34
二、各大类主要数据库介绍 蛋白质序列数据库
3、 TrEMBL (/trembl/index.html 曾经的网址)
第二章 分子生物信息数据库
1
简介
第一节 分子生物信息数据库 第二节 核酸与蛋白质序列格式 转换
2
第一节、分子生物信息数据库
一、分子生物信息数据库简介 二、各大类主要数据库介绍
3
一、分子生物信息数据库简介
生物分子数据 高速增长
分子生物学 及相关领域研究人员 迅速获得最新实验数据
建立生物分子数据库
GDB的目标是构建关于人类基因组的百科全书，
除了构建基因组图谱之外，还开发了描述序列水平的
基因组内容的方法，包括序列变异和其它对功能和表
型的描述
10
二、各大类主要数据库介绍
基因组数据库
（一） GDB The GDB Human Genome Database
/
目前GDB中有：人类基因组区域(包括基因、克隆、 amplimers PCR 标记、断点breakpoints、细胞遗 传标记cytogenetic markers、易碎位点fragile sites、EST序列、综合区域syndromic regions、 contigs和重复序列)；
22
（一）Genbank
23
（一）Genbank
24
（二）EMBL
EMBL核酸序列数据库由欧洲生物信息 学研究所(EBI)维护的核酸序列数据构成，由 于与Genbank和DDBJ的数据合作交换，它也 是一个全面的核酸序列数据库。该数据库由 Oracal数据库系统管理维护，查询检索可以通 过因特网上的序列提取系统(SRS)服务完成。
页上找到这些服务。
21
（一）Genbank
Genbank库里的数据按来源于约55,000个物种， 其中56%是人类的基因组序列(所有序列中的34% 是人类的EST序列)。每条Genbank数据记录包含 了对序列的简要描述，它的科学命名，物种分类 名称，参考文献，序列特征表，以及序列本身。 序列特征表里包含对序列生物学特征注释如：编 码区、转录单元、重复区域、突变位点或修饰位 点等。所有数据记录被划分在若干个文件里，如 细菌类、病毒类、灵长类、啮齿类，以及EST数 据、基因组测序数据、大规模基因组序列数据等 16类，其中EST数据等又被各自分成若干个文件。
14
二、各大类主要数据库介绍
基因组数据库
（二）人类基因组数据库Ensembl
/ Ensembl 试图跟踪所有人类基因组的序列片段，并将
序列片段组装成单个长序列，进而分析这些经过组装的 DNA 序列，搜索其中的基因，发现生物学家或医学工作者 感兴趣的特征。
Ensembl 包括所有公开的基因组DNA 序列，如人类基 因组、小鼠和大鼠基因组等。通过注释形成的关于序列的 特征。基因就是一种特征，基因或者是通过实验发现的， 或者是通过Ensembl 的程序预测的。
4
一、分子生物信息数据库简介
生物分子数据库应满足5个方面的主要 需求
（1）时间性 （2）注释 （3）支撑数据 （4）数据质量 （5）集成性
5
一、分子生物信息数据库简介
生物分子数据库几个明显的特征：
（1）数据库的更新速度不断加快，
数据量呈指数增长趋势；
（2）数据库使用频率增长更快，接近500％；
/
TrEMBL是一个计算机注释的蛋白质数据库，作为SWISS-PROT 数据库的补充。该数据库主要包含从EMBL/ Genbank/DDBJ 核酸数 据库中根据编码序列(CDS)翻译而得到的蛋白质序列，并且这些序列 尚未集成到SWISS-PROT 数据库中。
基因组数据库的主体是模式生物基因组数据库，其中 主要有世界各国人类基因组研究中心，测序中心构建的 各种人类的基因组数据库。还有模式生物基因组数据库， 如小鼠、线虫、果蝇、酵母等。一些动物与植物基因组 数据库也纷纷上网。
基因组信息资源除了基因组本身信息外，还包括染色 体、基因突变、遗传疾病、分类学、比较基因组、基因 的调控与表达、放射杂交、基因图谱等各种数据库
Ensembl 所用的基因预测程序为GenScan。其他的特 征包括单核苷酸多态性（SNP）、重复序列与其它序列高15 度相似（或同源）的序列。
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
（二）人类基因组数据库Ensembl
16
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
（二）人类基因组数据库Ensembl
这三个数据库是综合性的DNA 和RNA序列数据库，其数 据来源于众多的研究机构和核酸测序小组，来源于科学文 献。用户可以通过各种方式将核酸序列数据提交给这三个 数据库系统。
20
（一）Genbank
Genbank库包含了所有已知的核酸序列和蛋白质序列，以 及与它们相关的文献著作和生物学注释。
它是由美国国立生物技术信息中心(NCBI)建立和维护的。 它的数据直接来源于测序工作者提交的序列；由测序中心 提交的大量EST序列和其它测序数据；以及与其它数据机 构协作交换数据而来。
18
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
（三）其他基因组数据库
1、EcoGene 大肠杆菌(E.coli)K-12的序列 / 2、MITOMAP人类线粒体基因组 / 3、 SGD 酵母基因组数据库 /Saccharomyces
（3）数据库的复杂程度不断增加 ；
（4）数据库网络化 ；
（5）面向应用；
（6）先进的软硬件配置。
6
一、分子生物信息数据库简介
7
二、各大类主要数据库介绍
基因组数据库 核酸序列数据库 蛋白质序列数据库 蛋白质结构数据库 蛋白质结构分类数据库 功能数据库 生物信息学数据库导航系统
8
二、各大类主要数据库介绍
PIR提供三种类型的检索服务: 一是基于文本的交互式查询，用户通过关键字进行数据查询。
二是标准的序列相似性搜索，包括BLAST、FASTA等。
三是结合序列相似性、注释信息和蛋白质家族信息的高级搜索， 包括按注释分类的相似性搜索、结构域搜索等。
目前，PIR 包括三个子数据库，分别是：
•蛋白质序列数据库PIR-PSD
25
（二）EMBL
/embl/
26
（三）DDBJ数据库
日本DNA数据仓库(DDBJ)也是一个全 面 的 核 酸 序 列 数 据 库 ， 与 Genbank 和 EMBL核酸库合作交换数据。可以使用其 主页上提供的SRS工具进行数据检索和序 列分析。
DDBJ的网址是：ddbj.nig.ac.jp/index-e.html
9
二、各大类主要数据库介绍 基因组数据库
（一） GDB The GDB Human Genome Database
/
于1990年由美国JOHNS HOPKINS大学建立，现 在由加拿大儿童医院生物信息学中心负责管理。
基因组数据库(GDB)为人类基因组计划(HGP)保存
和处理基因组图谱数据。
•蛋白质分类数据库iProClass
31
•以及非冗余的蛋白质参考资料数据库PIR-NREF。
二、各大类主要数据库介绍 蛋白质序列数据库
1、PIR（Protein Information Resource）
32
二、各大类主要数据库介绍
蛋白质序列数据库
2、SWISS-PROT (/swissprot/ 曾经的网址）
Genbank每天都会与欧洲分子生物学实验室(EMBL)的数据 库，和日本的DNA数据库(DDBJ)交换数据，使这三个数据 库的数据同步。
Genbank的数据可以从NCBI的FTP服务器上免费下载完整
的库，或下载积累的新数据。NCBI还提供广泛的数据查询、
序列相似性搜索以及其它分析服务，用户可以从NCBI的主
除了蛋白质序列数据之外，PIR还包含以下信息： (1)蛋白质名称、蛋白质的分类、蛋白质的来源； (2)关于原始数据的参考文献； (3)蛋白质功能和蛋白质的一般特征，包括基因表
达、翻译后处理、活化等； (4)序列中相关的位点、功能区域。
30
二、各大类主要数据库介绍
蛋白质序列数据库
1、PIR（Protein Information Resource）
27
（三）DDBJ数据库
28
二、各大类主要数据库介绍
蛋白质序列数据库
1、PIR（Protein Information Resource） /
由美国生物医学基金会NBRF（National Biomedical Research Foundation）于1984 年建立的。 •目的是帮助研究者鉴别和解释蛋白质序列信息，研究 分子进化、功能基因组，进行生物信息学分析。
/
是由Geneva 大学和欧洲生物信息学研究所（ EBI）于1986 年联合建立 的，它是目前国际上权威的蛋白质序列数据库。SWISS-PROT 中的蛋白 质序列是经过注释的。
SWISS-PROT中的数据来源于不同源地： （1）从核酸数据库经过翻译推导而来； （2）从蛋白质数据库PIR挑选出合适的数据； （3）从科学文献中摘录； （4）研究人员直接提交的蛋白质序列数据
19
二、各大类主要数据库介绍
核酸序列数据
核酸序列是了解生物体结构、功能、发育和进化的出发 点。国际上权威的核酸序列数据库有三个，分别是 美国生物技术信息中心（ NCBI ）的GenBank 欧洲分子生物学实验室的EMBL-Bank 日本遗传研究所的DDBJ
三个组织相互合作，各数据库中的数据基本一致，仅在 数据格式上有所差别，对于特定的查询，三个数据库的响 应结果一样。
与其它蛋白质序列数据库相比较，SWISS-PROT 有三个明显的特点：
（1）注释
（2）最小冗余
33
（3）与其它数据库的连接
二、各大类主要数据库介绍
2、SWISS-PROT (/swissprot/）
34
二、各大类主要数据库介绍 蛋白质序列数据库
3、 TrEMBL (/trembl/index.html 曾经的网址)
第二章 分子生物信息数据库
1
简介
第一节 分子生物信息数据库 第二节 核酸与蛋白质序列格式 转换
2
第一节、分子生物信息数据库
一、分子生物信息数据库简介 二、各大类主要数据库介绍
3
一、分子生物信息数据库简介
生物分子数据 高速增长
分子生物学 及相关领域研究人员 迅速获得最新实验数据
建立生物分子数据库
GDB的目标是构建关于人类基因组的百科全书，
除了构建基因组图谱之外，还开发了描述序列水平的
基因组内容的方法，包括序列变异和其它对功能和表
型的描述
10
二、各大类主要数据库介绍
基因组数据库
（一） GDB The GDB Human Genome Database
/
目前GDB中有：人类基因组区域(包括基因、克隆、 amplimers PCR 标记、断点breakpoints、细胞遗 传标记cytogenetic markers、易碎位点fragile sites、EST序列、综合区域syndromic regions、 contigs和重复序列)；
22
（一）Genbank
23
（一）Genbank
24
（二）EMBL
EMBL核酸序列数据库由欧洲生物信息 学研究所(EBI)维护的核酸序列数据构成，由 于与Genbank和DDBJ的数据合作交换，它也 是一个全面的核酸序列数据库。该数据库由 Oracal数据库系统管理维护，查询检索可以通 过因特网上的序列提取系统(SRS)服务完成。
页上找到这些服务。
21
（一）Genbank
Genbank库里的数据按来源于约55,000个物种， 其中56%是人类的基因组序列(所有序列中的34% 是人类的EST序列)。每条Genbank数据记录包含 了对序列的简要描述，它的科学命名，物种分类 名称，参考文献，序列特征表，以及序列本身。 序列特征表里包含对序列生物学特征注释如：编 码区、转录单元、重复区域、突变位点或修饰位 点等。所有数据记录被划分在若干个文件里，如 细菌类、病毒类、灵长类、啮齿类，以及EST数 据、基因组测序数据、大规模基因组序列数据等 16类，其中EST数据等又被各自分成若干个文件。
14
二、各大类主要数据库介绍
基因组数据库
（二）人类基因组数据库Ensembl
/ Ensembl 试图跟踪所有人类基因组的序列片段，并将
序列片段组装成单个长序列，进而分析这些经过组装的 DNA 序列，搜索其中的基因，发现生物学家或医学工作者 感兴趣的特征。
Ensembl 包括所有公开的基因组DNA 序列，如人类基 因组、小鼠和大鼠基因组等。通过注释形成的关于序列的 特征。基因就是一种特征，基因或者是通过实验发现的， 或者是通过Ensembl 的程序预测的。
4
一、分子生物信息数据库简介
生物分子数据库应满足5个方面的主要 需求
（1）时间性 （2）注释 （3）支撑数据 （4）数据质量 （5）集成性
5
一、分子生物信息数据库简介
生物分子数据库几个明显的特征：
（1）数据库的更新速度不断加快，
数据量呈指数增长趋势；
（2）数据库使用频率增长更快，接近500％；
/
TrEMBL是一个计算机注释的蛋白质数据库，作为SWISS-PROT 数据库的补充。该数据库主要包含从EMBL/ Genbank/DDBJ 核酸数 据库中根据编码序列(CDS)翻译而得到的蛋白质序列，并且这些序列 尚未集成到SWISS-PROT 数据库中。