生物信息學(xué)本科教學(xué)課件

生物信息學(xué)本科教學(xué)課件,生物信息學(xué),本科教學(xué)課件,生物,信息學(xué),本科,教學(xué),課件 蛋白相互作用分析和預(yù)測蛋白相互作用分析和預(yù)測主講教師：趙雨杰主講教師：趙雨杰蛋白相互作用預(yù)測機理：蛋白相互作用預(yù)測機理：n nnexpression,expression,expression,n nnorthology,orthology,orthology,n nndomain co-occurrence,domain co-occurrence,domain co-occurrence,n nnpost-translational modifications,post-translational modifications,post-translational modifications,n nnsub-cellular location sub-cellular location sub-cellular location n nnidentified by experimental methods identified by experimental methods identified by experimental methods 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路分析信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路分析主講教師：趙雨杰主講教師：趙雨杰KEGGKEGGKEGGKEGG是了解高級別功能和生物系統(tǒng)（如細(xì)胞、生物是了解高級別功能和生物系統(tǒng)（如細(xì)胞、生物和生態(tài)系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)庫和實用工具，它提供了從基和生態(tài)系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)庫和實用工具，它提供了從基因組和分子水平信息的數(shù)據(jù)庫資源。它整合了包含因組和分子水平信息的數(shù)據(jù)庫資源。它整合了包含基因和蛋白（基因組信息）和化學(xué)物質(zhì)（化學(xué)信息）基因和蛋白（基因組信息）和化學(xué)物質(zhì)（化學(xué)信息）的分子結(jié)構(gòu)單元的相互作用、反應(yīng)和關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)圖，的分子結(jié)構(gòu)單元的相互作用、反應(yīng)和關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)圖，還包含疾病和藥物信息（健康信息）對生物系統(tǒng)干還包含疾病和藥物信息（健康信息）對生物系統(tǒng)干擾信息的生物系統(tǒng)的計算數(shù)據(jù)。擾信息的生物系統(tǒng)的計算數(shù)據(jù)。KEGGKEGG數(shù)據(jù)庫始建于數(shù)據(jù)庫始建于數(shù)據(jù)庫始建于數(shù)據(jù)庫始建于19951995年，由年，由年，由年，由KanehisaKanehisaLaboratoriesLaboratories開發(fā)，突出特點是整合注釋了源于基開發(fā)，突出特點是整合注釋了源于基開發(fā)，突出特點是整合注釋了源于基開發(fā)，突出特點是整合注釋了源于基因組測序和其他高通量實驗技術(shù)獲得的大規(guī)模分子因組測序和其他高通量實驗技術(shù)獲得的大規(guī)模分子因組測序和其他高通量實驗技術(shù)獲得的大規(guī)模分子因組測序和其他高通量實驗技術(shù)獲得的大規(guī)模分子數(shù)據(jù)集參考知識。數(shù)據(jù)集參考知識。數(shù)據(jù)集參考知識。數(shù)據(jù)集參考知識。KEGGKEGG整合數(shù)據(jù)資源包含整合數(shù)據(jù)資源包含整合數(shù)據(jù)資源包含整合數(shù)據(jù)資源包含1717個主個主個主個主要數(shù)據(jù)庫，分為系統(tǒng)信息、基因組信息、化學(xué)信息要數(shù)據(jù)庫，分為系統(tǒng)信息、基因組信息、化學(xué)信息要數(shù)據(jù)庫，分為系統(tǒng)信息、基因組信息、化學(xué)信息要數(shù)據(jù)庫，分為系統(tǒng)信息、基因組信息、化學(xué)信息和健康信息。和健康信息。和健康信息。和健康信息。分泌分泌WntWnt蛋白質(zhì)參與許多不同的特殊細(xì)胞和器官基蛋白質(zhì)參與許多不同的特殊細(xì)胞和器官基本發(fā)展過程本發(fā)展過程,如細(xì)胞定向分化如細(xì)胞定向分化,祖細(xì)胞增殖的控制和非祖細(xì)胞增殖的控制和非對稱細(xì)胞分裂。至少有三個不同的對稱細(xì)胞分裂。至少有三個不同的WntWnt通路通路:經(jīng)典通經(jīng)典通路路,平面細(xì)胞極性平面細(xì)胞極性(PCP)(PCP)通路和通路和Wnt/Ca2+Wnt/Ca2+通路。通路。經(jīng)典經(jīng)典WntWnt通路，通路，WntWnt配體與受體結(jié)合的主要作用是通配體與受體結(jié)合的主要作用是通過抑制過抑制beta-cateninbeta-catenin復(fù)合物降解使胞質(zhì)復(fù)合物降解使胞質(zhì)-連環(huán)蛋白的連環(huán)蛋白的穩(wěn)定。穩(wěn)定。-連環(huán)蛋白然后自由進(jìn)入細(xì)胞核并且通過與連環(huán)蛋白然后自由進(jìn)入細(xì)胞核并且通過與TCFTCF(t(t細(xì)胞因子細(xì)胞因子)家族轉(zhuǎn)錄因子相互作用和招募共活化因家族轉(zhuǎn)錄因子相互作用和招募共活化因子激活子激活Wnt-regulatedWnt-regulated基因?；颉Ｆ矫婕?xì)胞極性平面細(xì)胞極性(PCP)(PCP)信號導(dǎo)致小信號導(dǎo)致小GTPaseGTPaseRHOA(RASRHOA(RAS同系物基因家族成員同系物基因家族成員A)A)和和RAC1RAC1激活，激活，激活激活應(yīng)激酶應(yīng)激酶JNK(JunN-terminalkinase)JNK(JunN-terminalkinase)和和ROCK(RHO-associatedcoiled-coil-containingROCK(RHO-associatedcoiled-coil-containingproteinkinase1)proteinkinase1)并導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)骨架的重構(gòu)，改變細(xì)并導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)骨架的重構(gòu)，改變細(xì)胞粘附和移動性胞粘附和移動性。WNT-Ca2+WNT-Ca2+信號是通過介導(dǎo)信號是通過介導(dǎo)GG蛋白和磷脂酶導(dǎo)致蛋白和磷脂酶導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)自由鈣瞬態(tài)增加，隨后激活激酶細(xì)胞質(zhì)自由鈣瞬態(tài)增加，隨后激活激酶PKC(proteinkinaseC)PKC(proteinkinaseC)和和CAMKIICAMKII鈣鈣(calcium(calciumcalmodulinmediatedkinaseII)calmodulinmediatedkinaseII)和磷酸酶鈣調(diào)磷和磷酸酶鈣調(diào)磷酸酶。酸酶。CGAPCGAPCancer Genome Anatomy Project(CGAP)Cancer Genome Anatomy Project(CGAP)是是NCINCI的癌的癌癥癥基因組分析項目，該項目試圖判斷正常、癌前期基因組分析項目，該項目試圖判斷正常、癌前期和癌細(xì)胞基因表達(dá)譜。最終達(dá)到改進(jìn)檢查、和癌細(xì)胞基因表達(dá)譜。最終達(dá)到改進(jìn)檢查、診斷和診斷和治療治療病人的目的。來源于病人的目的。來源于CGAPCGAP信息資源向社會開放，信息資源向社會開放，提供相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模塊、生物信息學(xué)分析工具和提供相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)模塊、生物信息學(xué)分析工具和生物學(xué)資源給用戶，用于計算分析生物學(xué)問題。生物學(xué)資源給用戶，用于計算分析生物學(xué)問題。GeneOntology(GO)主講教師：趙雨杰主講教師：趙雨杰基因功能分類標(biāo)準(zhǔn)體系基因功能分類標(biāo)準(zhǔn)體系Gene Ontology ConsortiumGene Ontology Consortium（GOGO的發(fā)起組織）的數(shù)據(jù)的發(fā)起組織）的數(shù)據(jù)庫中有庫中有3 3大獨立的大獨立的ontologyontology被建立起來：被建立起來：biological biological processprocess生物過程生物過程,molecular function,molecular function分子功能及分子功能及cellular componentcellular component細(xì)胞組分。而這三個細(xì)胞組分。而這三個ontologyontology下下面又可以獨立出不同的亞層次，層層向下構(gòu)成一個面又可以獨立出不同的亞層次，層層向下構(gòu)成一個ontologiesontologies的樹型分支結(jié)構(gòu)?？梢哉f，的樹型分支結(jié)構(gòu)。可以說，GOGO是生物學(xué)是生物學(xué)的統(tǒng)一化工具。的統(tǒng)一化工具。蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫分析蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫分析主講教師：趙雨杰主講教師：趙雨杰IntAct IntAct Molecular Interaction Molecular Interaction DatabaseDatabasehttp:/www.ebi.ac.uk/intact/http:/www.ebi.ac.uk/intact/IntActIntAct提供免費提供免費,開源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和分子間相開源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和分子間相互作用數(shù)據(jù)分析工具?；プ饔脭?shù)據(jù)分析工具。所有相互作用數(shù)據(jù)都所有相互作用數(shù)據(jù)都是是從從文獻(xiàn)整理或用戶直接提交的。文獻(xiàn)整理或用戶直接提交的。pipspipshttp:/pbio.dundee.ac.uk/www-pips/http:/pbio.dundee.ac.uk/www-pips/PIPsPIPs是預(yù)測的人類蛋白于蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫，采用是預(yù)測的人類蛋白于蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫，采用樸素貝葉斯分類器計算相互作用分?jǐn)?shù)進(jìn)行預(yù)測，數(shù)據(jù)樸素貝葉斯分類器計算相互作用分?jǐn)?shù)進(jìn)行預(yù)測，數(shù)據(jù)庫中有庫中有3760637606蛋白之間相互作用，如果相互作用分?jǐn)?shù)蛋白之間相互作用，如果相互作用分?jǐn)?shù)大于等于一則提示預(yù)測的相互作用有可能發(fā)生。大于等于一則提示預(yù)測的相互作用有可能發(fā)生。APIDAPIDhttp:/bioinfow.dep.usal.es/apid/index.htmhttp:/bioinfow.dep.usal.es/apid/index.htmAPIDAPID：Agile Protein Interaction DataAnalyzer Agile Protein Interaction DataAnalyzer APIDAPID是已知蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫分析的生物信息學(xué)是已知蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫分析的生物信息學(xué)分析工具。它分析實驗證明的蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫分析工具。它分析實驗證明的蛋白相互作用數(shù)據(jù)庫(BINDBINDBINDBIND,BioGRIDBioGRID,DIP,DIP,DIP,DIP,HPRD,HPRD,HPRD,HPRD,IntActIntActIntActIntAct,MINTMINTMINTMINT)蛋白信號通路預(yù)測分析蛋白信號通路預(yù)測分析String主講教師：趙雨杰主講教師：趙雨杰stringstringpresence presence of fusion evidenceof fusion evidenceneighborhood neighborhood evidenceevidencecooccurrence cooccurrence evidenceevidenceexperimental experimental evidenceevidencetextmining textmining evidenceevidencedatabase database evidenceevidencecoexpression coexpression evidence.evidence.http:/string-db.org/http:/string-db.org/http:/string-db.org/GenomicContextPredictionsHigh-throughputLabExperiments(Conserved)Co-ExpressionAutomatedTextminingPreviousKnowledgeinDatabases癌基因組表達(dá)差異分析癌基因組表達(dá)差異分析CGAPCGAP計劃是一項由計劃是一項由NCINCI建立和主持的交叉學(xué)科的計劃，建立和主持的交叉學(xué)科的計劃，用來產(chǎn)生用于解碼腫瘤細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)所需的信息用來產(chǎn)生用于解碼腫瘤細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)所需的信息和技術(shù)工具。和技術(shù)工具。CGAPCGAP被分為五個互補的自主部分，每被分為五個互補的自主部分，每一個都有它自己的目的，信息學(xué)工具和資源。一個都有它自己的目的，信息學(xué)工具和資源。The Human Tumor Gene Index(hTGI)The Human Tumor Gene Index(hTGI)人類腫瘤基因人類腫瘤基因索引指明了在人類腫瘤發(fā)生過程中的基因表達(dá)。索引指明了在人類腫瘤發(fā)生過程中的基因表達(dá)。Molecular Profiling(MP)Molecular Profiling(MP)分子表達(dá)譜展示了用前分子表達(dá)譜展示了用前列腺作為例子來從分子水平分析人類組織樣品的概列腺作為例子來從分子水平分析人類組織樣品的概念。念。The Cancer Chromosome Aberration Project The Cancer Chromosome Aberration Project(CCAP)(CCAP)癌癥染色體變異計劃（癌癥染色體變異計劃（CCAPCCAP）描述了同惡性）描述了同惡性轉(zhuǎn)移相關(guān)的染色體改變。轉(zhuǎn)移相關(guān)的染色體改變。The Genetic Annotation Index(GAI)The Genetic Annotation Index(GAI)遺傳注解索遺傳注解索引指明和描繪了同癌癥相關(guān)的多態(tài)性。引指明和描繪了同癌癥相關(guān)的多態(tài)性。The Mouse The Mouse Tumor Gene Index(mTGI)Tumor Gene Index(mTGI)小鼠腫瘤基因索引小鼠腫瘤基因索引（mTGImTGI）確定了在小鼠腫瘤發(fā)生過程中的基因表達(dá)。）確定了在小鼠腫瘤發(fā)生過程中的基因表達(dá)。