KIAA基因家族的研究进展

人类基因组计划实施和完成过程中,不断地发现KIAA基因,这是一类新识别的大片段cDNA,可编码巨大蛋白质,而对巨大蛋白质的功能研究已经成为后基因组计划的一大主题.该文就KIAA基因家族数据库的建立、序列特征、功能分类、研究新进展作一综述.     

蛋白质相互作用网络在蛋白质功能预测中的应用

人类基因组计划（human genomic project，HGP）大规模测序工作的完成标志生命科学的研究将进入后基因组时代（post—genomic era）。由于蛋白质是生理功能的执行者以及生命现象的体现者，对蛋白质功能的研究将成为后基因时代研究的核心内容之一。伴随着生物信息学的迅猛发展以及基因表达谱和蛋白质相互作用数据的激增，利用计算方法对蛋白质功能进行预测和注释成为越来越有效的一种手段。目前应用较为广泛的蛋白质功能预测主要基于以下几方面：同源序列、基因组对比、系统进化特征谱、基因表达谱数据以及蛋白质相互作用网络等。     

KIAA基因家族的研究进展

人类基因组计划实施和完成过程中，不断地发现KIAA基因，这是一类新识别的大片段cDNA，可编码巨大蛋白质，而对巨大蛋白质的功能研究已经成为后基因组计划的一大主题。该文就KIAA基因家族数据库的建立、序列特征、功能分类、研究新进展作一综述。     

肺癌蛋白质组学研究进展

蛋白质组学(proteomics)是人类后基因组计划的一个重要组成部分着眼于建立完整的蛋白质文库.将和基因组研究互相补充,成为真正了解生物学,了解肿瘤发生、发展规律强有力的利器.当前,蛋白质组学已广泛应用于肺癌的发病机制、早期诊断和治疗等方面.其主要内容包括建立器官组织和细胞2-DE参考图和数据库;通过比较健康和疾病组织的蛋白质组学描述特殊功能蛋白质;肿瘤标志物的确立;在分子水平对肿瘤组织分类;以及发现预测疾病预后和治疗敏感性的标志物.     

基因芯片技术在中医药研究中的应用

生物科学正迅速地演变为一门信息科学.人类基因组计划(human genome project,HGP)也近尾声,其精确测序即将完成.人类正从结构基因组学(structural genomics)进入功能基因组学(functional genomics)和功能蛋白质组学(functional proteomics)时代,即所谓的后基因组时代.而基因芯片技术是后基因组时代一项举足轻重的技术.     

蛋白质组学研究进展

随着人类基因组计划(HGP)的提前顺利完成,后基因组时代来临,后基因组研究以完全解释和阐明基因序列的功能和作用为目标,其研究的内容包括功能基因组学和蛋白质组学,前者主要在基因水平认识细胞的生理病理变化,后者则通过分析比较不同生理病理条件下,细胞或组织中表达的蛋白质或区域细胞器亚单位蛋白质的异同,来揭示生命现象中起关键作用的蛋白质分子。     

功能蛋白质组学研究

1990年国际上开始实施人类基因组计划，2001年2月，完成人类基因组图谱，标志着后基因组时代已经到来。新时代的最终目的，是阐明基因组所表达的真正执行生命活动的全部蛋白质的表达模式和生命功能。目前，我们更为注重那些可能涉及到特定功能机理的蛋白质群体，即功能蛋白质组的研究，主要的研究手段为双向凝胶电泳、Edman降解法测N端序列、质     

骨科的蛋白质组学研究技术与进展

随着人类后基因组时代的到来,人们认识到仅通过DNA序列来解释生物功能有明显不足.而蛋白质是基因表达的最终产物,为疾病发生、发展、转归的执行者和参与者,直接对其进行研究可以更加直观地了解疾病进程.     

蛋白组学技术及其在泌尿系疾病中的研究应用

随着2001年人类基因组全序列完整草图的完成,宣告人类基因组计划进入后基因组时代,即蛋白组计划。蛋白组学的研究成为各国专家的研究重点。本文综述了蛋白组学研究技术及其在泌尿病学中的最新进展,对临床泌尿系疾病的早期诊断和治疗提供了新的方向。     

蛋白质分子空间结构的预测

蛋白质分子的空间结构,即蛋白质的三维构象或称高级结构,指的是蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链的走向。各种蛋白质分子都有其独特的三维空间结构。这种精确的结构对不同分子间的识别和决定它们如何发生作用是必需的。因此,空间结构的知识对于理解蛋白质分子的生物学功能是极端重要的。实验资料表明,决定蛋白质分子空间结构的全部信息存在于它们的线性氨基酸序列中。因此,从理论上看来,可以仅从序列的知识预测蛋白质的空间结构。至今,测定蛋白质分子空间结构的实验方法有X线衍射分析、圆二色性谱研     

肠道病毒71型六安地区分离株VP1基因的生物信息学分析及B细胞表位预测

目的对肠道病毒71型(EV71)VP1基因编码衣壳蛋白进行系统结构与功能预测,为制备EV71疫苗和诊断抗原的研究提供理论基础。方法基于编号为1404-Luan(CHN)-08的EV71六安地区分离株VP1基因编码蛋白的氨基酸序列,应用ProtParam、SigalP、TMPRED、Sosui、SOPMA、Phyre、Bepipred等生物信息学方法预测其信号肽、跨膜区、疏水性、二级结构、三级结构等性质和潜在的B细胞表位。结果 EV71六安地区分离株VP1基因编码蛋白没有信号肽,无跨膜区,是一个亲水性蛋白;VP1蛋白二级结构以无规则卷曲和β-片层为主,含有少量的α-螺旋,少见β-转角;VP1的三级结构中4～121氨基酸部分在蛋白表面形成一环状结构(VPl GH loop);EV71 VP1潜在的B细胞表位共有6个可能的抗原表位。其中,预测分值最高的线性表位区域位于157～177位氨基酸残基。结论成功预测了EV71六安地区分离株VP1二级结构、三级结构和B细胞表位,为制备EV71基因工程疫苗和诊断抗原的开发提供了理论基础。     

一个肌萎缩侧索硬化症家系突变的SOD1基因的生物信息学研究

目的利用生物信息学理论和方法对新突变基因Cu/Zn超氧化物歧化酶(SOD1)的基因序列和蛋白序列进行分析,预测和分析突变SOD1功能以及探讨生物信息学在新突变基因研究中的作用。方法以人类基因组数据库为基础,利用BLAST程序对SOD1的基因结构进行分析和序列相似性搜索;进行基因的染色体定位和基因组织结构分析;DNAstar软件进行ORFfinder和编码蛋白进行序列预测和功能分析。结果通过分析得出,突变SOD1定位于染色体21q,其开放阅读框为108bp,编码36个氨基酸,编码氨基酸具有保守性,与人的SOD1具有很高的同源性,为一胞内蛋白,突变后蛋白质的二级结构发生改变。结论突变SOD1可能是新的SOD1成员,可能突变的SOD1酶的活性以及信号通路发生改变从而影响神经细胞的生物功能,生物信息学为新基因的功能研究提供了很好的方法。     

建立基于公开软件的校园生物信息学平台

目的:探讨建立适合我国国情的校园生物信息学平台的策略和方法.方法:以 Emboss分子序列分析组件、R数理统计分析组件、Bioconductor基因芯片分析组件、 Phylip分子进化研究工具、PostgreSQL关系数据库管理系统和Bioperl脚本语言为基本组件,在Linux操作系统上,将其编译、连接成为一个有机的校园生物信息学平台.结果:初步建成的校园生物信息学平台,可作为基于校园网的完整的核酸及蛋白质序列分析工具、基因芯片数据分析工具、对基因组数据进行多角度挖掘的工具、提供良好的新算法、新模型开发环境.开放的框架使平台具有良好的可扩展性及向后的兼容性.新开发的生物信息学工具可迅速整合进该平台.结论:用公开软件建立的校园生物信息学平台具有成本低和性能完善、优异的特点,对后基因组研究将起重要的支撑作用.     

SARS冠状病毒基因组及其编码蛋白生物信息学分析

目的：理论分析严重急性呼吸道综合征(SARS)冠状病毒基因组及其编码蛋白的分子生物学特征，为进一步研究SARS冠状病毒蛋白质功能提供信息资料。方法：利用生物信息学序列对比分析软件、蛋白氨基酸序列分析软件及蛋白质结构预测软件对GenBank公布的SARS冠状病毒基因序列及其编码的蛋白氨基酸序列进行分析。结果：SARS冠状病毒在基因结构上具有冠状病毒属的特征，而又与其他已知的冠状病毒编码序列存在明显的不同，与其他冠状病毒相比没有明显的基因重组、大片段插入或缺失的现象。来源于不同SARS冠状病毒株的基因序列变异速度较快。出现基因序列在不同区段同源性差异的现象。S蛋白氨基酸序列不存在与其他物种相同的连续性抗原决定簇序列。结论：SARS冠状病毒与其他冠状病毒的变异程度基本相同。SARS冠状病毒可能是自然界已经存在或变异产生的新的病毒株。近期世界范围流行的SARS是同一来源的病原体引起的，认为S蛋白氨基酸序列是SARS冠状病毒的主要抗原。     

乙型肝炎病毒基因组中p53应答成分结合序列的确定及意义

目的：探讨ＨＢＶ与肿瘤抑制基因ｐ５３相互作用的机制及其在原发性肝癌发生中的意义．方法：应用计算机程序对ＨＢＶ全基因组进行比较分析，合成含ＤＮＡ－蛋白质结合位点的基因片段作为探针，与肝癌细胞核蛋白作用．通过凝胶电泳移动试验，凝胶电泳超移动试验，原位紫外线交联试验，确定ＨＢＶ与ｐ５３蛋白的特异性结合．应用带报道基因ＣＡＴ与ｐ５３，ＨＢＶＸ基因共转染，观察ＨＢＶ与ｐ５３蛋白相互作用的生物学功能．结果：ＨＢＶ基因组增强子Ｉ上游区域（１０４７～１０５９）存在ｐ５３基因应答成份结合位点序列，能特异性地与ｐ５３蛋白结合，使ｐ５３蛋白在细胞内积聚．结论：ＨＢＶ与ｐ５３存在ＤＮＡ－蛋白质结合关系，在ＨＢＶ感染相关的肝癌发生中具有非常重要的理论意义．     

蛋白质中两种Strand-Loop-Strand模体的判断

目的:蛋白质的结构决定其功能,为了解蛋白质功能,需要了解蛋白质结构。随着基因测序的发展,大量蛋白质一级结构被测出,但直接从蛋白质的序列出发来预测高级结构,仍很困难,尤其是三级结构的预测。然而由超二级结构获得的结构信息可用于三级结构的预测,对蛋白质三维结构及功能预测有重大意义。方法:由一级结构出发,考虑氨基酸序列信息以及氨基酸的亲疏水性,利用Fisher判别法区分两种Strand-Loop-Strand超二级结构模体。结果:采用7交叉检验,Loop长为2～8时,最后平均结果为Q=71.8%,Q_L=68.2%,Q_H=73.4%,MCC=0.39。如Loop长度相差不大时,预测结果更好,如选取Loop长为2、3、4的序列,7交叉检验结果为Q=75.2%,Q_L=69.4%,Q_H=77.7%,MCC=0.45。结论:以氨基酸信息为特征指标,利用Fisher判别法能较好地区分两种Strand-Loop-Strand超二级结构模体。     

SARS病毒S蛋白的B细胞表位预测

目的预测SARS病毒S蛋白的B细胞表位.方法基于SARS 蛋白基因组序列,采用Kyte-Doolittle的亲水性方案,Emini方案和Jameson-Wolf抗原指数方案,辅以对S蛋白的二级结构中的柔性区域的分析,预测SARS病毒S蛋白的B细胞表位.结果推测最有可能的B细胞表位位于S蛋白N端第91～98区段、第1 121～1 153区段和第185～193区段内或它们的附近.其它,如S蛋白N端第1 050～1 059、752～765、41～50、666～674、264～287、340～348、408～416区段和第424～439区段内或附近也可能存在B细胞表位.结论用多参数预测SARS病毒S蛋白的B细胞表位,为分子免疫学的深入研究提供线索.     

2型猪链球菌89K致病岛进化途径分析

目的分析2型猪链球菌89K致病岛的结构特征,探索其进化历程。方法通过BLAST比对,获取89K致病岛的同源序列,构建其同源序列数据库;分析89K致病岛的碱基组成特征,寻找重组热点区域,并对89K进行分区;对各ORF进行功能预测,划分功能模块;对89K致病岛与其同源序列进行系统发育分析及共线性分析,推测其可能的进化历程。结果 89K致病岛可分为4个保守区,4个主要的非保守区及一段Tn916转座子,呈现多个异源序列相嵌合的结构特征。功能分析发现保守区基因主要参与致病岛的横向转移及其在宿主菌基因组中的稳定,保守区的基因呈现出进化上的一致性,且在某些菌株中保守区以连续状态存在。结论保守区在祖先状态时是一个连续整体,不同来源的非保守区经过多次水平转移和重组事件插入到保守区之间,形成了89K致病岛的嵌合结构。     

基因研究的产业化方向

人类基因组计划是全人类一项宏伟的生物科学工程,推动着基因研究成果的产业化进程,在基因专利、生物信息、基因功能、基因芯片、新药开发等几个主要方面为科技与产业的结合开辟了道路。     

Implications of the human genome for understanding human biology and medicine.

Clinical researchers, practicing physicians, patients, and the general public now live in a world in which the 2.9 billion nucleotide codes of the human genome are available as a resource for scientific discovery. Some of the findings from the sequencing of the human genome were expected, confirming knowledge presaged by many decades of research in both human and comparative genetics. Other findings are unexpected in their scientific and philosophical implications. In either case, the availability of the human genome is likely to have significant implications, first for clinical research and then for the practice of medicine. This article provides our reflections on what the new genomic knowledge might mean for the future of medicine and how the new knowledge relates to what we knew in the era before the availability of the genome sequence. In addition, practicing physicians in many communities are traditionally also ambassadors of science, called on to translate arcane data or the complex ramifications of biology into a language understood by the public at large. This article also may be useful for physicians who serve in this capacity in their communities. We address the following issues: the number of protein-coding genes in the human genome and certain classes of noncoding repeat elements in the genome; features of genome evolution, including large-scale duplications; an overview of the predicted protein set to highlight prominent differences between the human genome and other sequenced eukaryotic genomes; and DNA variation in the human genome. In addition, we show how this information lays the foundations for ongoing and future endeavors that will revolutionize biomedical research and our understanding of human health.