生物信息學(xué)中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用

前言

　　2001年2月，人類基因組序列圖譜公開發(fā)表，這意味著后基因時(shí)代的到來。當(dāng)基因序列在細(xì)胞中的角色都定位清楚后，人們才能真正理解其價(jià)值。人類后基因組計(jì)劃由序列（結(jié)構(gòu)）基因組學(xué)向功能基因組學(xué)轉(zhuǎn)移，生命科學(xué)的研究重心從基因組學(xué)（Genomics）轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)組學(xué)（Proteomics），其中心任務(wù)是闡明基因組所表現(xiàn)的真正執(zhí)行生命活動(dòng)的全部蛋白質(zhì)的表達(dá)規(guī)律和生物功能，其目的是對(duì)基因組生物學(xué)功能進(jìn)行研究和應(yīng)用。　　目前，有關(guān)蛋白質(zhì)的各種研究如火如荼，但是人類對(duì)蛋白質(zhì)的認(rèn)識(shí)還只是冰山一角。對(duì)基因所表達(dá)的各種蛋白質(zhì)都通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究是不切實(shí)際的，新測(cè)得的蛋白質(zhì)可通過與已知特性的蛋白質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)或序列比較后推知其生物功能。在生物的演化過程中，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)比其序列更保守，序列變化不一定會(huì)改變蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，但相似結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)卻可能具有不同的序列，而具有相似結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)往往具有相似的功能，因此結(jié)構(gòu)比較更受重視。在活性細(xì)胞中，蛋白質(zhì)通過與其他分子的適當(dāng)結(jié)合，執(zhí)行了幾乎全部的主要功能，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)對(duì)其功能具有重要的意義。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（Structure Genomics）就是在此條件下蓬勃發(fā)展的，通過不斷提高對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，可以改進(jìn)和完善由結(jié)構(gòu)比較推測(cè)新蛋白質(zhì)的方法。　　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究可幫助生物學(xué)家鑒定新的蛋白質(zhì)、對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行分類、預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的功能、進(jìn)行同源分析及輔助藥物設(shè)計(jì)等，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、微生物應(yīng)用及人類健康和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域具有重大意義?！　∪祟惢蚪M計(jì)劃的目的之一在于闡明人類約10萬種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能、相互作用及與各種人類疾病之間的關(guān)系。蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)與功能有著密切的關(guān)系，對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究是蛋白質(zhì)組學(xué)中最核心、最基本的問題，而蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的比較研究卻屬于三維物體形狀比較的一個(gè)分支。本文針對(duì)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)比較中兼顧全局比較與局部比較的關(guān)鍵技術(shù)和主要算法進(jìn)行了深入的研究，將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與圖形圖像處理技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，研究了蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理、蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)特征提取、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)多層次比較等關(guān)鍵技術(shù)?！　”緯勺鳛榇髮W(xué)高年級(jí)本科生及碩士生的參考書，也可作為科研人員的參考資料。

內(nèi)容概要

　　 本書結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形圖像處理、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，利用當(dāng)前關(guān)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的最新成果，討論蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)比較中兼顧全局比較與部分比較的關(guān)鍵問題，有效解決了蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的多層次比較。內(nèi)容包括蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的可視化、蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)統(tǒng)一坐標(biāo)系的建立、統(tǒng)一坐標(biāo)系下蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)頻譜建立、基于灰色關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)相似性算法研究以及蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)空間復(fù)雜性的分形研究。

書籍目錄

第1章  緒論	　1.1  引言	　1.2  生物信息學(xué)	　1.3  生物信息學(xué)中的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用	　1.4  蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型	　1.5  生物系統(tǒng)背景知識(shí)	　1.6  本書研究的內(nèi)容	　1.7  本書的組織結(jié)構(gòu)	　1.8  本章小結(jié)	第2章  生物信息學(xué)中的結(jié)構(gòu)比較	　2.1  結(jié)構(gòu)比對(duì)（Structure Alignment）	　2.2  VAST與DALI	　2.3  全局與局部結(jié)構(gòu)比較 	　2.4  利用數(shù)學(xué)記號(hào)進(jìn)行結(jié)構(gòu)比較	　2.5  生物大分子表面結(jié)構(gòu)的比較	　2.6  本章小結(jié)	第3章  三維結(jié)構(gòu)比較	　3.1  三維結(jié)構(gòu)比較研究	　3.2  基于體模型的比較	　3.3  基于三維模型幾何相似性的比較	　3.3.1  基于輪廓的幾何相似性比較算法	　3.4  三維模型相似性度量方法的分類	　3.5  本章小結(jié)	第4章  蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)可視化	　4.1  蛋白質(zhì)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分析	　4.2  PDB文件中對(duì)于大分子結(jié)構(gòu)的描述	　4.3  MATLAB下蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)可視化實(shí)現(xiàn)	　4.4  本章小結(jié)	第5章  建立蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)頻譜	　5.1  三維物體形狀特征提取	　5.2  統(tǒng)一坐標(biāo)系的建立	　5.3  小波分析	　5.4  基于蛋白質(zhì)碳原子距離的多分辨頻譜建立	　5.5  基于統(tǒng)一坐標(biāo)序列的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)多分辨頻譜建立	　5.6  本章小結(jié)	第6章  蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)相似性	　6.1  三維模型相似性比較	　6.2  灰色系統(tǒng)理論概述	　6.3  蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)相似性的灰色關(guān)聯(lián)分析	　6.4  蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)頻譜的灰色關(guān)聯(lián)分析	　6.5  本章小結(jié)	第7章  蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)空間復(fù)雜性	　7.1  生物學(xué)中的分形[Den06]	　7.2  分形的概述	　7.3  基于分形的蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜性研究	　7.4  基于結(jié)構(gòu)頻譜分維的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)相似性比較	　7.5  本章小結(jié)	第8章  蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)視圖系統(tǒng)	　8.1  系統(tǒng)框架	　8.2  系統(tǒng)功能	　8.3  本章小結(jié)	后記	　一、相關(guān)研究	　二、有關(guān)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的研究	參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　《Nucleic Acids Research》雜志連續(xù)7年在其每年的第1期中詳細(xì)介紹最新版本的各種數(shù)據(jù)庫。在2000年1月1日出版的第28卷第l期中詳細(xì)地介紹了115種通用和專用數(shù)據(jù)庫，包括詳盡描述和訪問網(wǎng)址。迄今為止，生物學(xué)數(shù)據(jù)庫總數(shù)已達(dá)500個(gè)以上。在DNA序列方面有GenBank、EMBL和DDBJ等；在蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)方面有SWISS-PROT、PIR和MIPS等；在蛋白質(zhì)和其他生物大分子的結(jié)構(gòu)方面有PDB等；在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類方面有SCOP和CATlH等。應(yīng)該指出，幾乎所有這些數(shù)據(jù)庫對(duì)學(xué)術(shù)研究部門或人員來說都是免費(fèi)的，可以免費(fèi)下載或提供免費(fèi)服務(wù)。但是，鑒于相當(dāng)多的數(shù)據(jù)庫經(jīng)營者們面臨著資金緊缺的境地，這種免費(fèi)的局面還能維持多久就不得而知了。有的數(shù)據(jù)庫，如SWISS-PROT，已開始向商業(yè)用戶每年收取數(shù)千至數(shù)萬美元不等的使用費(fèi)。其他數(shù)據(jù)庫暫時(shí)還是免費(fèi)的，但不知是否永遠(yuǎn)免費(fèi)。如果一些重要的數(shù)據(jù)庫對(duì)學(xué)術(shù)研究部門開始收費(fèi)，這對(duì)于我國生物信息學(xué)的發(fā)展是非常不利的。中國是一個(gè)基因信息資源大國，應(yīng)當(dāng)抓緊建設(shè)我國自有的數(shù)據(jù)庫，在世界上作出貢獻(xiàn)，在平等的基礎(chǔ)上與國外共享生物信息資源。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    生物信息學(xué)中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用 PDF格式下載

---