生物信息学杂志 统计源期刊

生物信息学 2016年第03期杂志 文档列表

生物信息学杂志研究论文

牦牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶（GGPS）的生物信息学分析127-133

摘要：GGPS是萜类化合物合成的一个重要分支点酶,同时也是合成GGPP的催化酶。本课题共选择了9个不同科的植物,对其GGPS核苷酸及氨基酸序列的理化性质、蛋白质结构功能以及亲缘进化关系等进行详细的分析。结果表明,九个科植物GGPS核苷酸序列长度均大于1 000 bp小于2 000 bp;GGPS氨基酸都不含有信号肽,不存在跨膜结构域;GGPS蛋白的二级结构中α螺旋和无规卷曲是主要结构,且无β-折叠结构,延伸链和β-转角则分散于整个蛋白中。通过生物信息学方法进行合理预测,为进一步研究GGPS的酶学特性提供了重要理论依据。

基于不同物种的热休克蛋白90的生物信息学分析134-138

摘要：热休克蛋白90（Heat shock protein 90,Hsp90）是生物体受到刺激时发生应激反应而产生的一类应激蛋白。Hsp90包含Hsp90A,Hsp90B,Hsp90C,TRAP和Htp G5个亚家族。本文采用生物信息学方法对所选11个物种的Hsp90基因进行了分析。统计Hsp90亚家族在物种间的分布情况,验证了Hsp90亚家族在物种间的分布规律,即Hsp90A亚家族分布于除细菌外的其他所有物种中,Hsp90B和TRAP1亚家族在物种间的分布无明显规律,Hsp90C亚家族只存在于植物中,Htp G亚家族大部分存在于细菌中。通过构建系统发育树,发现Hsp90家族在进化过程中具有保守性。使用Cell-PLoc,Sub Loc v1.0,PSORT II和Multi Loc四种亚细胞定位软件对所选的11个物种的Hsp90进行亚细胞定位分析,发现Hsp90A,Htp G亚家族偏好出现在细胞质中,Hsp90B亚家族除存在于细胞质外还存在于内质网中,Hsp90C亚家族则集中于细胞质和线粒体中,TRAP1亚家族基本位于线粒体中。

DnaK蛋白扭链残基突变体影响其ATPase活性的分子动力学模拟研究139-145

摘要：大肠杆菌分子伴侣蛋白Dna K氮端核苷酸结合域（NBD,nucleotide-binding domain）的II-A和II-B子域之间的一些高度保守的扭链残基突变后（I202A,S203A,G223A,L227A,G228A）,其ATPase活性也发生变化原因不清楚。我们通过同源建模的方法构建NBD与小分子ATP相互作用的各蛋白模型,使用分子动力学模拟方法研各模型的结构变化并尝试找出其与ATPase活性变化的关系。结果表明,除L227A外,所有突变模型T11烃基与ATP-γ磷酸基团间的距离与活性变化间具有明显规律;但是所有模型中,能影响与Dna J结合,从而影响ATPase活性的β220（214-221）部分的紧致性变化符合规律,进一步的蛋白对接实验证实了这一点,所以这些扭链残基突变体可能主要是通过这两个部分的变化,引起ATPase活性的改变。

茉莉酸信号受体COI蛋白家族的分子进化与基因表达分析146-155

摘要：茉莉酸（Jasmonic acid,JA）存在于所有高等植物中,是植物对病原微生物和虫害防御反应的关键激素。在茉莉酸信号转导中,COI1（COR-insensitive 1）作为茉莉酸信号受体蛋白在其中发挥关键作用。本研究采用生物信息学方法,从藻类、苔藓类、蕨类、裸子及单、双子叶植物多谱系对COI蛋白家族进行比较基因组学研究,并取得以下结果：（1）同源基因鉴定结果发现,在所选的7种陆生植物中一共鉴定了55个COIs同源基因,然而,在低等的水生植物包括绿藻类（Chlorophytes）、红藻类（Rhodophytes）、硅藻类（Bacillariophytes）、灰胞藻类（Glaucophytes）及褐藻类（Phaeophytes）等基因组中均未发现其同源基因;（2）系统进化树分析表明,植物COI蛋白家族可以分为4个保守的亚家族,且在陆生植物扩增的同时可能已发生功能分化;（3）基因结构分析显示,植物COI家族基因结构表现多样性,主要体现在内含子的数目和长度上;（4）基因表达数据提示,COI基因家族成员参与植物生长发育的多个时期,且在不同组织器官以及不同的胁迫应答反应中发挥不同的作用。以上结果将为植物COI基因家族的深入研究提供参考。

生物信息学杂志综述

基于PBL结合多媒体教学模式在生物技术教学上的应用156-159

摘要：为提升学生学习兴趣,培养学生自主学习的能力是当前教育关注的首要问题。本文针对在生物技术课堂上遇到的实际问题,提出建立多媒体资料库,引导学生自己提出问题并加以解决,拓展学生思路,提高了教学效果,学生反响良好。

整合转录组学数据的代谢网络研究进展160-166

摘要：高通量测序技术的快速发展催生了涵盖各层次细胞生命活动的组学数据,如转录组学数据、蛋白质组学数据和互作组学数据等。同时,全基因组代谢网络模型在不断完善和增多。整合组学数据,对生物细胞的代谢网络进行更深入的模拟分析成为目前微生物系统生物学研究的热点。目前整合转录组学数据进行全基因组代谢网络分析的方法主要以流量平衡分析（FBA）为基础,通过辨识不同条件下基因表达的变化,进而优化目标函数以得到相应的流量分布或代谢模型。本文对整合转录组学数据的FBA分析方法进行总结和比较,并详细阐述了不同方法的优缺点,为分析特定问题选择合适的方法提供参考。

生物信息学杂志研究快报

NgAgo-gDNA基因组编辑系统的成功及启示167-172

摘要：韩春雨等发明的DNA指导的基因组编辑系统NgAgo-gDNA，比原有的RNA指导的基因组编辑系统CRISPR—Cas9在靶向特异性（防脱靶），反应可控性和基因组编辑范围等方面都有显著的改进。NgAgo—gDNA不是一项简单的改进，是一项具有开拓性的工作，沿着这条研究路线，可以继续开发出更先进的基因组编辑系统。该研究充分体现了生物信息学，特别是大数据挖掘在未来生命科学研究中的重要地位。本文仅从生物信息学角度，谈谈这项研究的价值、意义以及可能引发的相关研究方向。

动态规划算法对GenoCAD设计结果的优化173-180

摘要：Geno CAD（www.genocad.com）是一种基于Web的免费合成生物学设计软件,用它可以进行表达载体及人工基因网络设计。持续点击代表各种合成生物学标准＂零件＂的图标,以一种语法进行设计,最后就可以得到由数十个功能片段组成的复杂质粒载体。但是在GenoCAD中,每一类的合成生物学标准＂零件＂数量众多。随着这些标准＂零件＂的不断开发,其数量也在进一步增加,目前选择合适的＂零件＂组装成功能性的质粒载体费时费力并且容易发生错误。在进行载体设计的最后阶段,从众多的＂零件＂中选择合适的往往比较困难。为解决这一问题,本文采用了自然语言处理的统计语言模型,它最初用于自然语言识别,用来估算一组词串成为一个正确语句的概率的大小。本文最后以该模型为基础应用动态规划算法优化质粒载体设计,从众多的选项中找出最优者。利用这一方法可以减少进行生物学实验的冗余操作,从而减少载体构建过程中的花费。

蛋白质二级结构指定181-187

摘要：蛋白质二级结构是指蛋白质骨架结构中有规律重复的构象。由蛋白质原子坐标正确地指定蛋白质二级结构是分析蛋白质结构与功能的基础,二级结构的指定对于蛋白质分类、蛋白质功能模体的发现以及理解蛋白质折叠机制有着重要的作用。并且蛋白质二级结构信息广泛应用到蛋白质分子可视化、蛋白质比对以及蛋白质结构预测中。目前有超过20种蛋白质二级结构指定方法,这些方法大体可以分为两大类：基于氢键和基于几何,不同方法指定结果之间的差异较大。由于尚没有蛋白质二级结构指定方法的综述文献,因此,本文主要介绍和总结已有蛋白质二级结构指定方法。

一站式全基因组和外显子组测序数据自动分析软件（SeqMule）188-194

摘要：SeqMule可根据调用的人类基因组和外显子组数据自动调节变量,对所有测序数据的单核苷酸多态性（Single nucleotide polymorphism,SNP）进行分析和注释。目的：通过对两名痛风患者的实验数据进行分析,详细地为生物信息学研究人员介绍了SeqMule软件,以期为全基因组和外显子组测序数据提供一站式的分析途径。方法：基于SeqMule内置的BWA（BurrowsWheeler Aligner）、GATK（The Genome Analysis Toolkit）、SAMtools、Freebayes比对和分析工具,以两名痛风患者的DNA测序数据分析为例,本文详细地论述了SeqMule的特点及操作,并对两名患者的外显子测序数据进行了自动化比对与SNP分析。发现SeqMule优化了很多分析软件存在的一些问题,可以对外显子组和全基因组测序数据实现全面、灵活、高效地自动化分析,能更好地分析高通量测序数据,最终提升数据分析的一致性和准确性。