常用分子生物学数据库检索方法与及数据格式
一步一步教你使用NCBI数据库资源解读
一步一步教你使用NCBI数据库资源随着ncbi数据库各种资源的涌现，NCBI已经成为科研工作者必不可少的资料查找，数据分析的工具。
那么NCBI 数据如何使用，新手入门一步一步教你认识和使用NCBI数据库。
一综合数据库NCBI数据库集美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information)，即我们所熟知的NCBI 是由美国国立卫生研究院(NIH)于1988年创办。
创办NCBI 的初衷是为了给分子生物学家提供一个信息储存和处理的系统。
除了建有GenBank核酸序列数据库(该数据库的数据资源来自全球几大DNA数据库，其中包括日本DNA数据库DDBJ、欧洲分子生物学实验室数据库EMBL以及其它几个知名科研机构)之外，NCBI还可以提供众多功能强大的数据检索与分析工具。
目前，NCBI提供的资源有Entrez、Entrez Programming Utilities、My NCBI、PubMed、PubMed Central、Entrez Gene、NCBI Taxonomy Browser、BLAST、BLAST Link (BLink)、Electronic PCR等共计36种功能，而且都可以在NCBI的主页上找到相应链接，其中多半是由BLAST功能发展而来的。
1 NCBI最新进展1.1 PubMed搜索功能的增强去年，NCBI对PubMed进行了几项改进工作，改动最大的是搜索界面和摘要浏览界面。
其中，搜索界面中新增了“Advanced Search”选项(这实际上是对以往“Limits”和“Preview/Index”功能的整合)，并且增加了一个新的窗口，用户可以在此窗口下通过“论文作者名”、“论文所属杂志名称”、“论文出版日期”等限定条件进行搜索。
而且，“论文作者名”和“论文所属杂志名称”还设有文本框自动填充功能。
现在，在PubMed数据库中进行文本搜索的同时还可以立即通过两个“内容传感器(content sensors)”进行分析。
第四章生物信息学数据库(一)主要库及其文件格式
（2）人类基因组图谱，
包含细胞遗传学图谱、连接图谱、辐射混合图谱、contig 图谱、集 成图谱，所有这些图谱都可以被直观地显示出来；
（3）人类基因组中的变化，
包括基因突变和基因多态性，加上等位基因频率数据。
• 所有序列数据都经过整理，超过99%的序列已 按蛋白质家族分类，一半以上还按蛋白质超家 族进行了分类。
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；
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生物分子数据库几个明显的特征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先进的软硬件配置核酸序列数据的增长趋势核酸序列数据的增长趋势纵轴代表总的核酸序列长度单位百万纵轴代表总的核酸序列长度单位百万bpbp生物分子数据库一级数据库数据库中的数据直接来源于实验获得的原始数据只经过简单的归类整理和注释二级数据库对原始生物分子数据进行整理分类的结果是在一级数据库实验数据和理论分析的基础上针对特定的应用目标而建立的
TIGR的真菌基因组数据库：/tdb/fungal 线虫基因组数据库 WormBase（the C. elegans genome database）：
四膜虫基因组数据库 TGD (Tetrahymena Genome Database): 疟原虫基因组数据库 PlasmoDB(Plasmodium Genome Resource)：
生物信息学总结
一、生物学数据库总共三大数据库GenBank (隶属于NCBI) , DDBJ(日本) , EBI(欧洲)。
1. NCBIPubMed：美国国家医学图书馆提供的搜索服务，主要用于搜索paper。
Entrez ：将科学文献、DNA和蛋白质序列数据库、蛋白质三维结构数据、种群研究以及全基因组组装数据整合成的一个系统，其实就是个工具，平常你点的search，是个查询、提取、显示系统。
Blast ：基础局部比对搜索工具，主要用于搜索相似DNA或蛋白质序列。
OMIM ：在线人类孟德尔遗传性状数据库，主要用于搜索人类基因和遗传异常序列。
BooksTaxonomy：生物类别的分类浏览器（古细菌、细菌、真核生物、病毒）Structure：分子模型数据库（MMDB,PDB）GenBank：数据量极大DbEST：表达序列标签数据库，GenBank的子库。
Unigene：为每一个gene创造一个条目，一个具体的基因可能对应于许多EST，但是只对应一个Unigene。
提供作为EST记录来源的cDNA库的组织区域分布列表，并且给出了对应于基因的EST列表，允许使用者对它们进行深入研究。
RefSeq：GenBank数据量太大，是冗余的，对应于某个基因的索引号可能有很多，但是其RefSeq仅有一个。
2. EBIEMBL:储存DNA、RNA序列的数据库，对DDBJ,GENBANK是互补的。
SWISS-PROT：现存的最好的标有注释的蛋白数据库TrEMBL：翻译后的EMBLMSD：蛋白质结构数据库Ensembl：基因组数据浏览器ArrayExpress：基因表达数据库3.其他生物学数据库PIR：蛋白信息数据库UniProt：将Swiss-Prot、PIR、TrEMBL三者合一ExPASy ：专家蛋白分析系统PDB：蛋白三维结构，存储格式为pdb，用RasMol软件看二、数据库检索数据库检索是指对数据库中的注释信息进行关键词匹配查找1、Entrez使用方法登录NCBI，在Search处选择数据库，输入检索词之后回车检索格式genepept、fasta序列的fasta格式：1. 每条记录的第一行以大于号（>）开始2. 大于号后是序列的描述信息3. 从第2行开始为序列本身。
生物信息数据库
NCBI：
二、重要生物信息数据库
生物信息学数据的表示形式
生物信息学数据的表示形式
平面文件 (flat-file)
– 信息在文件中顺序存放且具有特定格式 – 记录(Entry)通过“获得号”(accession #)
唯一确定 – 同一文件间和不同文件间信息的联系均
通过ac认为这些蛋白质具有 相同的折叠方式。在这些情况下，结构的相似性主要依 赖于二级结构单元的排列方式或拓扑结构。
蛋白质结构分类数据库CATH
类型Class、构架Architecture 、拓扑结构Topology和 同源性Homology 。
分类基础是蛋白质结构域。与SCOP不同的是，CATH 把蛋白质分为4类，即a主类、b主类，a-b类（a/b型 和a+b型）和低二级结构类。低二级结构类是指二级 结构成分含量很低的蛋白质分子。
描述了结构和进化关系。 SCOP数据库从不同层次对蛋白质结构进行分类，以反
映它们结构和进化的相关性。 第一个分类层次为家族，通常将序列相似性程度在30%
以上的蛋白质归入同一家族，有比较明确的进化关系。 超家族：序列相似性较低，结构和功能特性表明它们有
共同的进化起源，将其视作超家族。 折叠类型：无论有无共同的进化起源，只要二级结构单
EMBL格式： 欧洲分子生物学EMBL数据库的每个条目是一份纯文 本文件，每一行最前面是由两个大写字母组成的识别 标志，常见的识别标志列举在后面的表中。识别标志 “特性表”FT包含一批关键字，它们的定义已经与 GenBank和DDBJ统一。下欧洲国家的许多数据库如 SWISS-PROT、ENZYME、TRANSFAC等，都采用 与EMBL一致的格式。
1）头部包含关于整个序列的信息（描述字符），从 LOCUS行到 ORIGIN行；
06第六章 常用生物信息学数据库简介
英国辛克斯顿
ID U00096 standard; circular genomic DNA; CON; 4639221 BP. AC U00096; SV U00096.1 DT 24-JUL-2003 (Rel. 76, Last updated, Version 3) DE Escherichia coli K-12 MG1655 complete genome. KW . OS Escherichia coli K12 OC Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Enterobacteriales; OC Enterobacteriaceae; Escherichia; Escherichia coli. RN [1] RP 1-4639221 RX MEDLINE; 97426617. RX PUBMED; 9278503. RA Blattner F.R., Plunkett G. III, Bloch C.A., Perna N.T., Burland V.,… RT "The complete genome sequence of Escherichia coli K-12"; RL Science 277(5331):1453-1474(1997). DR GOA; O32528. DR REMTREMBL; AAC74436; AAC74436. DR SPTREMBL; O32530; O32530. DR SWISS-PROT; O32528; YPDI_ECOLI. …
EMBL数据库简介
EMBL是最早的DNA序列 数据库，于1982年建立。
EMBL的数据来源主要有两条途径: 一是由序列发现者直接提交。几乎所有的国际权 威生物学刊物都要求作者在文章发表之前将所测定的 序列提交给EMBL、GenBank或DDBJ，得到数据库管 理系统所签发的登录注册号。 二是从生物医学期刊上收录已经发表的序列资料。
文献检索和阅读各大生物分子数据库
实验一文献检索和阅读各大生物分子数据库一、实验目的1、学习文献检索方式2、了解生物信息学经常使用数据库的结构二、实验内容文献检索是每一个科研工作者必需具有的能力，那个地址要紧以我校的资源为例，说明网络文献检索的一些大体方式。
国际上已经成立起许多分子公共数据库，包括基因组图谱数据库、核酸序列数据库、蛋白质序列数据库及生物大分子结构数据库等。
这些数据库由专门的机组成立和保护，他们负责搜集、组织、治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效的信息，为他们的研究效劳。
本实验通过登岸GenBank、EMBL、DDBJ三个国际上权威的核酸序列数据库、GDB基因组数据库、人类基因组数据库Ensembl、表达序列标记数据库dbEST、序列标记位点数据库dbSTS，和PIR、SWISS-PROT、TrEMBL蛋白质序列数据库、蛋白质数据仓库UniProt、生物大分子数据库PDB等，了解各数据库的结构，。
三、实验仪器、设备及材料运算机（联网）四、实验原理成立生物分子数据库的动因是由于生物分子数据的高速增加，而另一方面也是为了知足分子生物学及相关领域研究人员迅速取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式。
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。
核酸序列是了解生物体结构、功能、发育和进化的起点。
国际上权威的核酸序列数据库有三个，别离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（简称EMBL，）及日本遗传研究所的DDBJ（）。
三个数据库中的数据大体一致，仅在数据格式上有所不同，关于特定的查询，三个数据库的响应结果一样。
以EMBL数据库为例，其每一个序列，相关数据包括序列名称、序列、位点、关键字、来源、生物种类、参考文献、注释、序列中具有重要生物学意义的位点等。
分子生物学数据库
• 三个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。 • 这三个数据库是综合性的DNA和RNA序列数据 库，每条记录代表一个单独、连续、附有注释 的DNA或RNA片段。
以下着重介绍EBML
EMBL的数据来源
用户提交 从生物医学杂志收录已发表的序列资 料
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。
三个子数据库
2、SWISS-PROT
SWISS-PROT (http://www.expasy.ch/sprot/sprot-top.html） 是目前国际上比较权威的蛋白质序列数据库,其中的蛋白 质序列是经过注释的
（2）最小冗余
• 尽量将相关的数据归并，降低数据库的冗余程度。 • 如果不同来源的原始数据有矛盾，则在相应序列特征表 中加以注释。
（3）与其它数据库的连接
对于每一个登录项，有许多指向其它数据库相关数据的 指针，这便于用户迅速得到相关的信息。 现有的交叉索引有： 到EMBL核酸序列数据库的索引， 到PROSITE模式数据库的索引， 到生物大分子结构数据库PDB的索引等 。
（4）WWW服务器
这是目前最常用的一种形式
EMBL提供一些与序列相关的检索操作（基于3W服务器）
（1）序列查询 最简单的查询就是通过序列的登录号（如X58929） 或序列名称（如SCARGC）直接查询。
如果找到所查询的序列，则服务器将查询结果以HTML文件返回给用户 如果数据库中该序列有到MEDLINE的交叉索引，则系统同时返回与包 含参考文献摘要等信息的MEDLINE链接 如果该序列有到其它数据库的交叉索引，也返回相应的链接
生物信息学教学资料：生物信息学常用数据库
Bioinformatics Method and Practice
1
生物信息学常用数据库
• 一级数据库
–数据库中的数据直接来源于实验获得的原始数 据，只经过简单的归类整理和注释。
• 二级数据库
–对原始生物分子数据进行整理、分类的结果， 是在一级数据库、实验数据和理论分析的基础 上针对特定的应用目标而建立的。
human
Arabidopsis
Thermotoga maritima
Thermoplasma acidophilum
mouse
Caenorhabitis elegans
rat
Borrelia burgorferi
Plasmodium falciparum
Borrelia burgorferi
Aquifex aeolicus
– FlyBase (Drosophila genome database) – BDGP (Berkeley Drosphila genome project)
Danio rerio (Zebrafish)
– ZFIN (Zebrafish Information Network at University of Oregon, USA) – WashU-Zebrafish Genome Resources (Zebrafish EST database at Washington University, USA)
ftpncbinlmnihgovbloacidsequencednasequencetblastxblastxblastntblastnblastpnucleotidedatabaseproteindatabasenucleotidedatabasenucleotidedatabaseproteindatabasetranslatedtranslatedtransstpproteinprotein比较氨基酸序列与蛋白质数据库使用取代矩阵寻找较远的关系进行seg过滤blastnnucleotidenucleotide比较核酸序列与核酸数寻找较高分值的匹配对较远的关系不太适blastxnucleotideprotein比较核酸序列理论上的六个读码框的所有转换结果和蛋白质数据库用于新的dna序列和ests的分析可转译搜索序列tblastnproteinnucleotide比较蛋白质序列和核酸序列数据库动态转换为六个读码框的结果用于寻找数据库中没有标注的编码区可转译数据库序列tblastxnucleotidenucleotide比较核酸序列和核酸序列数据库经过两次动态转换为六个读码框的结果转译搜索序列与数据库序列32wwwniuwkcom牛牛文档分以blastx为例6
生命科学中最常用的5个数据库介绍
生命科学中最常用的5个数据库介绍生命科学是一个庞大而复杂的学科，其中包含了关于生命现象的各种研究。
对于生命科学的研究，特别是在分子水平上进行的研究，需要大量的数据支持。
这些数据包括分子序列、蛋白质结构、代谢途径等等。
为了有效地管理这些数据，生命科学中广泛应用了各种数据库。
本文将介绍生命科学中最常用的5个数据库。
1. GenBankGenBank是全球最大的分子生物学数据库，包含了全球各地实验室提交的DNA和RNA序列。
它由美国国家生物技术信息中心（NCBI）维护。
GenBank包含了数十亿条序列记录，其中包括了不同物种的基因组、蛋白质序列、DNA和RNA序列等。
与DNA和RNA序列相关的信息包括序列长度、基序、带电的特殊域、结构域、转录因子结合位点以及其他数据。
GenBank还包含了元数据，如物种和菌株的信息、文献引用以及序列的提交日期。
2. PubMedPubMed是美国国家医学图书馆（NLM）维护的一个生命科学文献数据库，包括了生命科学、医学和健康相关的数百万篇论文。
PubMed提供了对文献的全文搜索和存储，使科学家在查找特定话题时更加方便。
除了搜索全文的功能，PubMed还提供了很多额外的服务，如翻译摘要、相关文章推荐、绘制图表等。
3. EnsemblEnsembl是一种数据库、搜索引擎和分析平台，专门用于处理各种生命科学的数据。
Ensembl已经成为了全球最大的基因组数据库之一，包含了人类、其他哺乳动物、鸟类、篮球、双子蝎、无脊椎动物等近700个物种的基因组信息。
Ensembl提供的数据包括生物序列、调控区域、基因家族、基因结构、基因组的变异和基因表达信息等。
4. Protein Data Bank (PDB)蛋白质数据银行（PDB）是一个三维蛋白结构数据库，由改华大学、美国罗格斯大学和欧洲生物信息研究所等机构共同维护。
PDB存储了全球各地实验室提交的蛋白质晶体结构和生化分析，包括了大多数已知的蛋白质家族和酶。
NCBI使用方法
NCBI使用方法NCBI (National Center for Biotechnology Information), 美国国家生物技术信息中心[url]/[/url]NCBI是NIH的国立医学图书馆（NLM）的一个分支。
NCBI提供检索的服务包括：1．GenBank（NIH遗传序列数据库）：一个可以公开获得所有的DNA序列的注释过的收集。
GenBank是由NCBI受过分子生物学高级训练的工作人员通过来自各个实验室递交的序列和同国际核酸序列数据库（EMBL和DDBJ）交换数据建立起数据库的。
它同日本和欧洲分子生物学实验室的DNA数据库共同构成了国际核酸序列数据库合作。
这三个组织每天交换数据。
其中的数据以指数形式增长，最近的数据为它已经有来自47000个物种的30亿个碱基。
2．Molecular Databases（分子数据库）：Nucleotide Sequence（核酸序列库）：从NCBI其他如Genbank数据库中收集整理核酸序列，提供直接的检索。
Protein Sequence （蛋白质序列库）：与核酸类似，也是从NCBI多个不同资源中编译整理的，方便研究者的直接查询。
Structure（结构）-——关于NCBI结构小组的一般信息和他们的研究计划，另外也可以访问三维蛋白质结构的分子模型数据库（MMDB）和用来搜索和显示结构的相关工具。
MMDB：分子模型数据库—一个关于三维生物分子结构的数据库，结构来自于X-ray晶体衍射和NMR色谱分析。
Taxonomy（分类学）——NCBI的分类数据库，包括大于7万余个物种的名字和种系，这些物种都至少在遗传数据库中有一条核酸或蛋白序列。
其目的是为序列数据库建立一个一致的种系发生分类学。
3．Literature Databases（文献数据库）（1）PubMed是NLM提供的一项服务，能够对MEDLINE上超过1200万条的上世纪六十年代中期至今的杂志引用和其他的生命科学期刊进行访问，并可以连接到参与的出版商网络站点的全文文章和其他相关资源。
2生物学数据库及其检索
❖ print "Primary accession " . $1;
❖
}
❖ $newEntry=0;
❖
}
❖ if($line =~ /^SQ\s*\w*\s*(\w*)/) {
❖ # match SQ line
❖ print " sequence length: " . $1 . "\n";
❖
}
❖ # ignore other lines
❖ Primary accession P18646 sequence length: 75
❖ Primary accession P13813 sequence length: 296
❖ ………
三、序列格式
❖ 序列格式主要在布局和序列码行的形成上不 同，而一些格式同时提供描述或元数据或行 集。
❖ 对于许多软件工具来说，它们能很自然地自 动区分和接受不同格式的序列
EMBnet
❖ EMBnet (European Molecular Biology Network)建立于1988年，由多个 位于欧洲及欧洲以外的成员国节点及专业节点组成。除了上面提到的欧 洲生物信息学研究所EMBL-EBI，瑞士生物信息研究所SIB、澳大利亚国 家基因组学信息服务（AGRIS）以及中国北京大学的生物信息中心PKUCBI都是EMBnet的成员。它们不仅为本国用户提供生物信息资源及生物 计算服务，同时提供用户支持、培训以及进行相关的生物信息研究与开 发。比如专业蛋白质分析系统ExPASy就是由SIB开发及维护，而通用蛋 白质资源UniProt则由EMBL-EBI及SIB、PIR共同进行维护的。由于 EMBnet的成员国节点及专业节点各自包含了大量的公共数据信息及自 行开发的数据库及分析工具，因此可作为生物学数据资源的补充来源。 相关信息可以从/en/members/National 和 /en/members/Specialist中查到。
生物信息学填空题
填空题：1、蛋白质结构数据来源：①实验测定方法： X-ray 、 NMR 、Cryo-EM ②理论预测：同源建模、折叠识别、从头计算2、一级数据库：①一级核酸数据库：Genbank（美国）、EMBL （欧洲）、DDBJ（日本） NCBI②一级蛋白质序列数据库：SWISS-PORT 、PIR 、 NCBI③一级蛋白质结构数据库：PDB、 pfam 、 prosite大分子序列格式：fasta数据库基本文件格式：genbank蛋白质分类数据库：SCOP、CATH 、 FSSP二次数据库： GDB 、 Prosite、 TRANSFAC3、本地软件： Clustal-x 、 BioEdit 、 Mega、 sequencher、 spdbv、 Discovery-studio4、本课程主要理论依据：相似性、同源性、序列比对（3D结构比对）、数学方法、分子动力、分子力学5、基因鉴定三步骤：①找到序列中的非编码区（低复杂度区）②找基因③鉴定找到的基因6、主要的生物大分子数据：①DNA：基因组序列、基因序列、cDNA、EST、碱基修饰DNA 功能模块 /位点（如启动子、剪接体、表达调控位点等）②蛋白质：氨基酸组成、氨基酸序列、理化性质、原子坐标；二级结构、核体、结构域、功能域 /位点； 3D 结构常见的生物信息数据记录格式：FASTA 、GenBank、EMBL、 PDBFASTA 格式：序列文件的第一行由大于符号>大头的任意文字说明，主要为标记序列用。
从第二行开始是序列本身，标准核苷酸符号或氨基酸单字母符号，通过核苷酸符号大小写均可，而氨基酸一般用大写字母。
文件中和每一行都不要超过80 个字符（通常60 个字符）GenBank格式：序列名称、长度。
日期；序列说明、编号、版本号；物种来源、学名、分类60学位置；相关文献作者、题目、刊物、日期；序列特征表；碱基组成；序列本身（每行个）二 .填空题1.常用的三种序列格式： NBRF/PIR,FASTA 和 GDE2.初级序列数据库： GenBank， EMBL 和 DDBJ3.蛋白质序列数据库： SWISS-PROT 和 TrEMBLPIR （蛋白4. 提供蛋白质功能注释信息的数据库：KEGG （京都基因和基因组百科全书）和质信息资源） 5. 目前由 NCBI 维护的大型文献资源是PubMed6.数据库常用的数据检索工具： Entrez， SRS， DBGET7.常用的序列搜索方法： FASTA 和 BLAST8.高分值局部联配的 BLAST 参数是 HSPs（高分值片段对）， E（期望值） 9. 多序列联配的常用软件： Clustal10.蛋白质结构域家族的数据库有：Pfam， SMART11. 系统发育学的研究方法有：表现型分类法，遗传分类法和进化分类法12. 系统发育树的构建方法：距离矩阵法，最大简约法和最大似然法13. 常用系统发育分析软件：PHYLIP 14.检测系统发育树可靠性的技术： bootstrapping 和 Jack-knifing 15. 原核生物和真核生物基因组中的注释所涉及的问题是不同的16. 检测原核生物ORF 的程序： NCBI ORF finder17. 测试基因预测程序正确预测基因的能力的项目是GASP（基因预测评估项目）18.二级结构的三种状态：α螺旋，β折叠和β转角19.用于蛋白质二级结构预测的基本神经网络模型为三层的前馈网络，包括输入层，隐含层和输出层20.通过比较建模预测蛋白质结构的软件有SWISS-PDBVIEWER （ SWISS — MODEL 网站） 21. 蛋白质质谱数据搜索工具：SEQUEST 22. 分子途径最广泛数据库：KEGG23. 聚类分析方法，分为有监督学习方法，无监督学习方法24. 质谱的两个数据库搜索工具：1、 SEQEST 和 Lutkefi 三大数据库：核酸序列数据库、蛋白质序列数据库、结构数据库世界三大核酸序列数据库：GenBank、 EMBL-Bank 、 DDBJ蛋白质序列数据库：Swiss-Prot、 TrEMBL 、UniProt蛋白质结构数据库：PDB 、SCOP、CATH2、 GenBank 文献、提供了提供的服务：提供了EntrezBLAST 序列类似性检索。
数据库查询和搜索
2）GBFF格式（GenBank flatfile, GenBank平面文件）
－ GBFF 是GenBank数据库的基本信息单位， 是最为广泛使用的生物信息学序列格式之一。 － 以 Starfish Asterias rubens lysozyme mRNA （AY390770）欧洲海星溶菌酶核苷酸序列为例。
Example Entrez Session
Block Diagram for Entrez Literature Searching
Results of Previous Search Additional Search Criterion
Displayed Item Selection Desired Output Format
– – – – – – – Use OMIM with Keyword searching. Switch to Protein database to see sequence. Change to GenPept format to save sequence. Switch to Nucleotide database to see sequence. Use neighbor feature to find related articles. Use MESH terms to find similar articles. Search the Nucleotide database by gene name.
Asterias rubens lysozyme mRNA, complete cds
LOCUS DEFINITION ACCESSION KEYWORDS . SOURCE ORGANISM AY390770 759 bp mRNA linear INV 12-JAN-2004 Asterias rubens lysozyme mRNA, complete cds. AY390770 VERSION AY390770.1 GI:39653267
序列比对(生物数据库搜索)
数据库查询
所谓数据库查询 数据库查询，是指对序列、结构以及各种二 数据库查询 次数据库中的注释信息进行关键词匹配查找。数 据库查询有时也称数据库检索，它和互联网上通 过搜索引擎 (Search engine) 查找需要的信息是 一个概念。
请大家操作！ 请大家操作！
利用NCBI中的查询工具Entrez找出蛋白质序列数 据库SwissProt中有关人（HOMO）的 HOMO）
四、上机操作（NCBI）
四、上机操作（NCBI）
四、上机操作（NCBI）
四、上机操作（NCBI）
四、上机操作（NCBI）
四、上机操作（NCBI）
四、上机操作（NCBI）
Blast结果给出的信息
Blast结果会列出跟查询序列相似性比较高，符合限定要求 的序列结果，根据这些结果可以获取以下一些信息。 1.查询序列可能具有某种功能 2.查询序列可能是来源于某个物种 3.查询序列可能是某种功能基因的同源基因
三、BLAST介绍（主要的BLAST程序）
程序名 Blastn Blastp Blastx Tblastn TBlastx 查询序列 核酸 蛋白质 核酸 蛋白质 核酸 数据库 核酸 蛋白质 蛋白质 核酸 核酸 搜索方法 核酸序列搜索逐一核酸数据库中的序列 蛋白质序列搜索逐一蛋白质数据库中的序列 核酸序列6框翻译成蛋白质序列后和蛋白质 数据库中的序列逐一搜索。 蛋白质序列和核酸数据库中的核酸序列6框 翻译后的蛋白质序列逐一比对。 核酸序列6框翻译成蛋白质序列，再和核酸 数据库中的核酸序列6框翻译成的蛋白 质序列逐一进行比对。
生物信息学实验
实验二 Blast介绍及应用
一、实验目的
了解和掌握数据库搜索工具BLAST， 并能熟练运用。
生物信息学7数据库的查寻
SRS系统
单位 欧洲生物信息研究所 英国基因组资源中心 英国基因组测序中心 法国生物信息中心 荷兰生物信息中心 网址 /srs6/ /srs6/ /srs6/ biogen.fr/srs6/ http://www.cmbi.kun.nl/srs6/
对于结构文件：
结构总结格式：结构的基本信息，可以看三维结构 ASN.1格式：
数据库查询、数据库检索和数据库搜索这三个 词经常混用。其实，数据库搜索在分子生物信息 学中有特定含义，它是指通过特定的序列相似性 比对算法，找出核酸或蛋白质序列数据库中与检 测序列具有一定程度相似性的序列。 例如，给定一个胰岛素序列，通过数据库搜索， 可以在蛋白质序列数据库SwissProt中找出与该 检测序列(query sequence)具有一定相似性的序 列。
对于PubMed文章：
引文(citation)格式：包含题目，文摘,MeSH主题词等 文摘格式：包含题目，文摘 ASN.1格式：文章以ASN.1格式出现 MEDLINE格式：文章以MEDLINE格式出现
对于蛋白和核酸文件：
GenBank/GenPept格式: 标准的GenBank或GenPept格式 Report格式：GenBank格式 ASN.1格式 FASTA格式 图形格式(Graphic View)
Entrez系统
检索模式(Search Modes)
www Entrez可以采用几种不同途径的检索方式：
名词列表格式(list term)：当输入一检索词后， Entrez将列出与此相关的该领域中所有标准的检索词名 称, 此时，可选择一或多个标准名词去检索。 自动格式（automatic）：当输入一个检索词后， 即自动检索，如果输入的检索词超过一个，则Entrez会 自动将之组合起来, 如果无结果，则可尝试将这多个检 索词用“ ”括起来。
分子生物学中常用数据库
分子生物学中常用数据库综合数据库：来源：/news/science/article/90048.html生物信息学网址链接：http://www.bioinformatics.ca/links_directory/Nucleic Acid Research Database Issue：/content/vol32/suppl_2/一、蛋白相关数据库蛋白质结构域预测工具Esignal：/esignal/信号传导系统蛋白的结构域预测工具，凡是涉及到信号传导系统的蛋白用这个预测效果最佳SignalP：http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/信号肽预测工具，适合定位于非胞质位置的蛋白质Emotif：/emotif-search/结构域预测工具，由于其用motif电子学习的方法产生结构域模型，故预测效果比Prosite好Ematrix：/ematrix/是用Matrix的方法创建的结构域数据库，可与emotif互相印证。
其速度快，可快速搜索整个基因组InterPro：/InterProScan/EBI提供的服务，用图形的形式表示出搜索的结构域结果TRRD：http://wwwmgs.bionet.nsc.ru/mgs/gnw/trrd/转录因子结构域预测的最好数据库。
但不会用Protscale：/cgi-bin/protscale.pl可分析该序列的各种性状如活动度、亲水性（Kyte&Doolittle）、抗原性（Hopp&Woods）等通过寻找MOTIF和Domain来分析蛋白质的功能A. MOTIF是蛋白中较小的保守序列片断，其概念比Domain小PROSITE：/tools/scanprosite/是专门搜索蛋白质Motif的数据库，其中signature seqs是最重要的motif信息B. Domain：若干motif可形成一个Domain，每个Domain形成一个球形结构，Domain与Domain之间通常像串珠一样相连Pfam：可以搜索某段序列中的Domain，并以图形化表示出来。
生物数据库检索基本方法
提示：在主题检索框中输入(AIDS or HIV) and China, 并对得到的检索结果按照出版年代进行分析（Analyze）
Science Citation Index Expanded
自然科学、工程技术、临床医学等 Science Citation Index Expanded (SCIE)，收 录了全球自然科学、工程技术、临床医学等领 域内5,800多种最具影响力的学术刊物，提供 完整的索引、全面的书目记录、详细的作者地 址、可检索的作者摘要，提供每篇文献的参考 文献记录(Cited Reference)、施引文献(引用该 文献的文献Times Cited/Citing Articles )和被引 文献检索(Cited Reference Search)。
从2003年到2004年，我国科学家对 SARS （severe acute respiratory syndrome）做了大量研究，请问这 两年里从事该研究并在SCI中收录论 文最多的机构是：
（提示：检索年限选择2003-2004， 检索主题topic选择SARS or severe acute respiratory syndrome, 机构选择china， 检索后使用分析 功能(ANALYZE)，按照institute分析即可。）
找出隐含的重要概念。
生源要素则包含有：氮，磷，N，P等
明确概念组面之间的交叉关系，即明确是逻辑 “与”、逻辑“或”还是逻辑“非”的关系。
编制检索式
1. 选好题名中关键词，不可以将题名全部 输入做为检索词 如：有关湿地生源要素循环的研究 不可以将“有关湿地生源要素循环的研究” 都做为检索词检索 应该拆分为几个概念检索： 湿地*生源要素*循环
(提示：在topic检索中输入文章的关键词，查询出此文献，然后打开该 文献的全纪录(full records) 然后查看其中的Methods and Equipment Data即可)
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实验过程
• 5. PDB 文件的获得
• 进入PDB数据库 • 查询某蛋白质的结构（eg：1d3y） • 下载结构到本地电脑 • 用写字板（记事本）打开
源自PDB结构记录的内容
• PDB记录包括两个序列信息备份：隐性序列和显性 序列。
• 显性序列在PDB文件中以关键词SEQRES打头逐行存 储。
• 隐性序列蕴涵在由PDB文件中的ATOM记录及相应 （X，Y，Z）位置坐标构成的化学立体结构中。
• 实践中，许多PDB文件浏览器，如Rasmol，仅用隐 性序列重构PDB记录蛋白质的化学图象，而忽略由 SEQRES引导的显性序列信息。
文件头部
显性序列
隐性序列
作业：格式同实验一
• 1.写出Genbank flatfile的详细结构组成。 • 2.写出PDB文件的详细组成。
生物信息学实验课件
实验二
常用分子生物学数据 库检索方法及数据格
式
实验目的
• 1. 了解ncbi所提供的在线entrez检索方法。 • 2.了解EBI所提供的SRS检索方法。 • 3.熟悉查询swiss-prot蛋白质序列数据库的查
询。 • 4.详细了解三大核酸序列数据库之一的
GenBank数据库平面文件Flat file。 • 5.详细了解蛋白质结构数据库PDB数据库中的
• 4.GenBank flatfile（GBFF）内容。 • 是GenBank数据库的基本信息单位，也是最广
泛地用以表示生物序列的格式之一。
• GenPept文件 • GBFF可以分成三个部分，头部包含关于整个记
录的信息（描述符）。
• 第二部分包含了注释这一记录的特性， • 第三部分是核苷酸序列自身。 • 所有的核苷酸数据库记录（DDBJ/ EMBL/
实验过程
• GenPept文件下载
• 平面文件获得
• 查询某一条核酸序列 • 获得平面文件 • 保存或者下载 • 用写字板（记事本）打开
实验过程
• 2. SRS检索方法。
• EBI • SRS@EBI • choice database • 查询某一关键词（eg. Helicase，insulin，
topoisomerase，gyrase，hemoglobin。）
实验过程
• 3. Swiss-prot查询方法。
• Swiss-prot • SRS@EBI • choice database • 查询某一关键词（eg. Helicase，insulin，
topoisomerase，gyrase，hemoglobin。）
pdb文件。
实验材料
• 计算机方法
• NCBI • All database • Entrez • All database • 查询某一关键词（eg. Helicase，insulin，
topoisomerase，gyrase，hemoglobin。） • 依次点击各个数据库查看