生物信息學中計算機技術應用

前言

　　2001年2月，人類基因組序列圖譜公開發(fā)表，這意味著后基因時代的到來。當基因序列在細胞中的角色都定位清楚后，人們才能真正理解其價值。人類后基因組計劃由序列（結構）基因組學向功能基因組學轉移，生命科學的研究重心從基因組學（Genomics）轉變?yōu)榈鞍踪|組學（Proteomics），其中心任務是闡明基因組所表現(xiàn)的真正執(zhí)行生命活動的全部蛋白質的表達規(guī)律和生物功能，其目的是對基因組生物學功能進行研究和應用?！　∧壳埃嘘P蛋白質的各種研究如火如荼，但是人類對蛋白質的認識還只是冰山一角。對基因所表達的各種蛋白質都通過實驗進行研究是不切實際的，新測得的蛋白質可通過與已知特性的蛋白質進行結構或序列比較后推知其生物功能。在生物的演化過程中，蛋白質的結構比其序列更保守，序列變化不一定會改變蛋白質的結構，但相似結構的蛋白質卻可能具有不同的序列，而具有相似結構的蛋白質往往具有相似的功能，因此結構比較更受重視。在活性細胞中，蛋白質通過與其他分子的適當結合，執(zhí)行了幾乎全部的主要功能，蛋白質的結構對其功能具有重要的意義。結構基因組學（Structure Genomics）就是在此條件下蓬勃發(fā)展的，通過不斷提高對蛋白質結構的認識，可以改進和完善由結構比較推測新蛋白質的方法。　　蛋白質結構的相關研究可幫助生物學家鑒定新的蛋白質、對蛋白質進行分類、預測蛋白質的功能、進行同源分析及輔助藥物設計等，在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、微生物應用及人類健康和社會經(jīng)濟等領域具有重大意義?！　∪祟惢蚪M計劃的目的之一在于闡明人類約10萬種蛋白質的結構、功能、相互作用及與各種人類疾病之間的關系。蛋白質的三維結構與功能有著密切的關系，對蛋白質結構的研究是蛋白質組學中最核心、最基本的問題，而蛋白質三維結構的比較研究卻屬于三維物體形狀比較的一個分支。本文針對蛋白質三維結構比較中兼顧全局比較與局部比較的關鍵技術和主要算法進行了深入的研究，將數(shù)據(jù)挖掘技術與圖形圖像處理技術有機地結合起來，研究了蛋白質三維結構數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理、蛋白質三維結構特征提取、蛋白質空間結構多層次比較等關鍵技術?！　”緯勺鳛榇髮W高年級本科生及碩士生的參考書，也可作為科研人員的參考資料。

內容概要

　　 本書結合計算機圖形圖像處理、模式識別、數(shù)據(jù)挖掘等技術，利用當前關于蛋白質結構研究的最新成果，討論蛋白質三維結構比較中兼顧全局比較與部分比較的關鍵問題，有效解決了蛋白質三維結構的多層次比較。內容包括蛋白質三維結構的可視化、蛋白質三維結構統(tǒng)一坐標系的建立、統(tǒng)一坐標系下蛋白質結構頻譜建立、基于灰色關聯(lián)的蛋白質三維結構相似性算法研究以及蛋白質三維結構空間復雜性的分形研究。

書籍目錄

第1章  緒論	　1.1  引言	　1.2  生物信息學	　1.3  生物信息學中的計算機技術應用	　1.4  蛋白質結構模型	　1.5  生物系統(tǒng)背景知識	　1.6  本書研究的內容	　1.7  本書的組織結構	　1.8  本章小結	第2章  生物信息學中的結構比較	　2.1  結構比對（Structure Alignment）	　2.2  VAST與DALI	　2.3  全局與局部結構比較 	　2.4  利用數(shù)學記號進行結構比較	　2.5  生物大分子表面結構的比較	　2.6  本章小結	第3章  三維結構比較	　3.1  三維結構比較研究	　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	第4章  蛋白質三維結構可視化	　4.1  蛋白質存儲結構分析	　4.2  PDB文件中對于大分子結構的描述	　4.3  MATLAB下蛋白質三維結構可視化實現(xiàn)	　4.4  本章小結	第5章  建立蛋白質三維結構頻譜	　5.1  三維物體形狀特征提取	　5.2  統(tǒng)一坐標系的建立	　5.3  小波分析	　5.4  基于蛋白質碳原子距離的多分辨頻譜建立	　5.5  基于統(tǒng)一坐標序列的蛋白質三維結構多分辨頻譜建立	　5.6  本章小結	第6章  蛋白質三維結構相似性	　6.1  三維模型相似性比較	　6.2  灰色系統(tǒng)理論概述	　6.3  蛋白質三維結構相似性的灰色關聯(lián)分析	　6.4  蛋白質三維結構頻譜的灰色關聯(lián)分析	　6.5  本章小結	第7章  蛋白質三維結構空間復雜性	　7.1  生物學中的分形[Den06]	　7.2  分形的概述	　7.3  基于分形的蛋白質三維空間結構復雜性研究	　7.4  基于結構頻譜分維的蛋白質三維結構相似性比較	　7.5  本章小結	第8章  蛋白質三維結構視圖系統(tǒng)	　8.1  系統(tǒng)框架	　8.2  系統(tǒng)功能	　8.3  本章小結	后記	　一、相關研究	　二、有關蛋白質三維結構預測的研究	參考文獻

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，生物學數(shù)據(jù)庫總數(shù)已達500個以上。在DNA序列方面有GenBank、EMBL和DDBJ等；在蛋白質一級結構方面有SWISS-PROT、PIR和MIPS等；在蛋白質和其他生物大分子的結構方面有PDB等；在蛋白質結構分類方面有SCOP和CATlH等。應該指出，幾乎所有這些數(shù)據(jù)庫對學術研究部門或人員來說都是免費的，可以免費下載或提供免費服務。但是，鑒于相當多的數(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。其他數(shù)據(jù)庫暫時還是免費的，但不知是否永遠免費。如果一些重要的數(shù)據(jù)庫對學術研究部門開始收費，這對于我國生物信息學的發(fā)展是非常不利的。中國是一個基因信息資源大國，應當抓緊建設我國自有的數(shù)據(jù)庫，在世界上作出貢獻，在平等的基礎上與國外共享生物信息資源。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    生物信息學中計算機技術應用 PDF格式下載

---