第三讲-生物催化剂的基因数据挖掘66页PPT文档
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• Curation!!! – Error rate in the information is greatly reduced in comparison to most other databases.
• Extensive cross-linking to other data sources • SwissProt is the ‘gold-standard’ by which other
• DDBJ （DNA Data Bank of Japan） – ddbj.nig.ac.jp
• SwissProt/ExPASy (Swiss Bioinformatics Resource) – expasy.cbr.nrc.ca/sprot/
• PDB (The Protein Databank) – rcsb.org/PDB/
(Model) Organism specific information: Yeast: genomestanford.edu/Saccharomyces/ Arabidopis: tair.org/ Mouse: jax.org/ Fruitfly: fruitfly.org/ Nematode: wormbase.org/
• 基本局部比对搜索工具(Basic Local Alignment Search Tool)
• NCBI上BLAST服务的网址： ncbi.nlm.nih.gov/blast/
• NCBI的BLAST程序及数据库下载网址： ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast
SwissProt (expasy.cbr.nrc.ca/sprot/)
基因组计划项目的迅猛增加
截止至2019年8月20日，已完成全基因组测序的细胞生物有1909种，
正在进行的基因组计划还有11456种。 ——genomesonline.org
As of 15 April 2019), GenBank release 183.0 has 135,440,924 loci, 126,551,501,141 bases, from 135,440,924 reported sequences
量少：许多酶在野生状态下表达量较低； 娇嫩：酶容易失活 底物的溶解性和耐受性：天然的酶并非为工业生产而 生！ 整细胞实际上是多酶体系 如何升级改进？
• 有了基因，可以？
– 从基因本质上改善酶的性质 – 大量重组表达 – 还可以研究：结构与功能的关系、进化……
2019-07-14
1.1基因数据库资源
• 1 基因数据挖掘 2 宏基因组技术
• 1 基因数据挖掘 • 1.1 基因组数据库 • 1.2 基因组数据的挖掘方法 • 1.3 酶基因数据挖掘案例
生物催化工程的发展前沿与现状
Natural enzymes Structure-guided protein engineering
Directed evolution methodologies
databases can be measured, and is the best place to start if you have a specific protein to investigate
A few more resources to be
aware of
• Human Genome Working Draft（人类基因组） – genome.ucsc.edu/
Nucleic Acids Research Database Issue nar.oupjournals.org/ (First issue every year)
2019-07-14
1.1 基因组数据挖wk.baidu.com方法
What is bioinformatics?
什么是生物信息学？
生物信息学利用应用数学、信息学、统计学和计算机科学的 方法研究生物学的问题。目前的生物信息学基本上只是分子 生物学与信息技术（尤其是因特网技术）的结合体。生物信 息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据，其研究 工具是计算机，研究方法包括对生物学数据的搜索（收集和 筛选）、处理（编辑、整理、管理和显示）及利用（计算、 模拟）。目前主要的研究方向有：序列比对，基因识别，基 因重组，蛋白质结构预测，基因表达，蛋白质反应的预测， 以及建立进化论的模型。
Bioinformatics
Pre 1970s
1970s
1980s
1990s
Now
生物催化工程的发展前沿与现状
Natural enzymes Structure-guided protein engineering
Directed evolution methodologies
Pre 1970s
1970s
• TIGR (The Institute for Genomics Research)（基因研究院） – tigr.org/
• Celera – celera/
克雷格·文特尔生于1946年10月 14日，美国颇具传奇色彩的生 物学家和创业家。文特尔在测 量人类基因组工程中发挥了关 键作用并创建了基因研究院（ The Institute for Genomic Research）。2019年他被评为 时代杂志最有影响力的100人之 一5。
EBI (ebi.ac.uk/)
• SRS database interface
– EMBL, SwissProt, and many more
• Many server-based tools
– ClustalW, DALI, …
NCBI (The National Center for Biotechnology Information; ncbi.nlm.nih.gov/
Five websites that all biologists should know
• NCBI (The National Center for Biotechnology Information; – ncbi.nlm.nih.gov/
• EBI (The European Bioinformatics Institute) – ebi.ac.uk/
1980s
1990s
Bioinformatics
Now
生物催化剂的发现:从挖土到挖基因!
Gene
传统生物催化剂的开发周期太长 生物催化剂在细胞中的含量太低
后基因组时代网上公开的基因组 序列中包含海量的新酶基因信息
快速获得大量可用于工业生产的生物催化剂成为可能!
为什么要做酶的基因克隆？
• 酶在工业应用上的局限：
• Extensive cross-linking to other data sources • SwissProt is the ‘gold-standard’ by which other
• DDBJ （DNA Data Bank of Japan） – ddbj.nig.ac.jp
• SwissProt/ExPASy (Swiss Bioinformatics Resource) – expasy.cbr.nrc.ca/sprot/
• PDB (The Protein Databank) – rcsb.org/PDB/
(Model) Organism specific information: Yeast: genomestanford.edu/Saccharomyces/ Arabidopis: tair.org/ Mouse: jax.org/ Fruitfly: fruitfly.org/ Nematode: wormbase.org/
• 基本局部比对搜索工具(Basic Local Alignment Search Tool)
• NCBI上BLAST服务的网址： ncbi.nlm.nih.gov/blast/
• NCBI的BLAST程序及数据库下载网址： ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/blast
SwissProt (expasy.cbr.nrc.ca/sprot/)
基因组计划项目的迅猛增加
截止至2019年8月20日，已完成全基因组测序的细胞生物有1909种，
正在进行的基因组计划还有11456种。 ——genomesonline.org
As of 15 April 2019), GenBank release 183.0 has 135,440,924 loci, 126,551,501,141 bases, from 135,440,924 reported sequences
量少：许多酶在野生状态下表达量较低； 娇嫩：酶容易失活 底物的溶解性和耐受性：天然的酶并非为工业生产而 生！ 整细胞实际上是多酶体系 如何升级改进？
• 有了基因，可以？
– 从基因本质上改善酶的性质 – 大量重组表达 – 还可以研究：结构与功能的关系、进化……
2019-07-14
1.1基因数据库资源
• 1 基因数据挖掘 2 宏基因组技术
• 1 基因数据挖掘 • 1.1 基因组数据库 • 1.2 基因组数据的挖掘方法 • 1.3 酶基因数据挖掘案例
生物催化工程的发展前沿与现状
Natural enzymes Structure-guided protein engineering
Directed evolution methodologies
databases can be measured, and is the best place to start if you have a specific protein to investigate
A few more resources to be
aware of
• Human Genome Working Draft（人类基因组） – genome.ucsc.edu/
Nucleic Acids Research Database Issue nar.oupjournals.org/ (First issue every year)
2019-07-14
1.1 基因组数据挖wk.baidu.com方法
What is bioinformatics?
什么是生物信息学？
生物信息学利用应用数学、信息学、统计学和计算机科学的 方法研究生物学的问题。目前的生物信息学基本上只是分子 生物学与信息技术（尤其是因特网技术）的结合体。生物信 息学的研究材料和结果就是各种各样的生物学数据，其研究 工具是计算机，研究方法包括对生物学数据的搜索（收集和 筛选）、处理（编辑、整理、管理和显示）及利用（计算、 模拟）。目前主要的研究方向有：序列比对，基因识别，基 因重组，蛋白质结构预测，基因表达，蛋白质反应的预测， 以及建立进化论的模型。
Bioinformatics
Pre 1970s
1970s
1980s
1990s
Now
生物催化工程的发展前沿与现状
Natural enzymes Structure-guided protein engineering
Directed evolution methodologies
Pre 1970s
1970s
• TIGR (The Institute for Genomics Research)（基因研究院） – tigr.org/
• Celera – celera/
克雷格·文特尔生于1946年10月 14日，美国颇具传奇色彩的生 物学家和创业家。文特尔在测 量人类基因组工程中发挥了关 键作用并创建了基因研究院（ The Institute for Genomic Research）。2019年他被评为 时代杂志最有影响力的100人之 一5。
EBI (ebi.ac.uk/)
• SRS database interface
– EMBL, SwissProt, and many more
• Many server-based tools
– ClustalW, DALI, …
NCBI (The National Center for Biotechnology Information; ncbi.nlm.nih.gov/
Five websites that all biologists should know
• NCBI (The National Center for Biotechnology Information; – ncbi.nlm.nih.gov/
• EBI (The European Bioinformatics Institute) – ebi.ac.uk/
1980s
1990s
Bioinformatics
Now
生物催化剂的发现:从挖土到挖基因!
Gene
传统生物催化剂的开发周期太长 生物催化剂在细胞中的含量太低
后基因组时代网上公开的基因组 序列中包含海量的新酶基因信息
快速获得大量可用于工业生产的生物催化剂成为可能!
为什么要做酶的基因克隆？
• 酶在工业应用上的局限：