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第1章 生物信息学基础1

1.1 计算机网络及计算（机)环境简介1

1.1.l WEB中的部分生物信息学资源简介2

1.1.2 WEB中的重要搜索工具2

1.1.3 WEB中的部分生物信息学相关新闻组资源参考3

1.1.4 使用基于网络的工具4

1.1.5 电子邮件（e-mail）服务4

1.1.6 匿名FTP服务——获得软件的重要途径5

1.1.7 网络规则——索取与奉献6

1.1.8 从事生物信息学研究应掌握的计算机语言7

1.2.1.l DNA数据库8

1.2.1 基本数据库8

1.2 生物信息学数据库及其分析8

1.2.1.2 基因组数据库16

1.2.1.3 蛋白质序列数据库18

1.2.1.4 蛋白质结构数据库25

1.2.2 常用数据库25

1.3 基本序列数据库注释及序列格式38

1.3.1 基本序列数据库注释38

1.3.2 序列格式41

1.4 信息检索系统43

1.4.] SRS序列检索系统43

1.4.2 Entrez信息检索系统44

1.5 序列对齐分析46

1.4.3 DBGET/LinkDB检索工具46

1.5.1 记分矩阵47

1.5.2 空位罚分48

1.5.3 两两对齐分析48

1.5.4 多重序列对齐分析49

1.5.5 序列对库的对齐检索分析50

1.5.5.1 BLAST检索服务52

1.5.5.2 FASTA检索服务57

1.5.5.3 Bl1tZ蛋白质序列对库检索服务62

1.5.6 同源性有效的意义判据63

第2章 核酸序列分析64

2.1 核酸序列的检索64

2.2.2 序列变换65

2.2.3 限制性酶切分析65

2.2 核酸序列的基本分析65

2.2.l 分子质量、碱基组成、碱基分布65

2.2.4 克隆测序分析68

2.2.4.1 测序峰图查看68

2.2.4.2 核酸测序中载体序列的识别与去除69

2.2.4.3 其他人工序列的分析与去除72

2.3 核酸序列的电子延伸72

利用Un1Gene数据库进行电子延伸74

2.4 基因的电子表达谱分析76

2.4.1 利用UniGene数据库进行电子表达谱分析77

2.4.2 利用Tigem的电子原位杂交服务器进行电子表达谱分析77

2.5 核酸序列的电子基因定位分析78

2.5.2 利用UniGene数据库进行电子基因定位79

2.5.1 利用STS数据库进行电子基因定位79

2.5.3 直接利用基因组序列进行电子基因定位80

2.6 CDNA对应的基因组序列分析81

2.6.1 通过从NCBI查询全部基因组数据库进行基因组序列的分析82

2.6.2 通过从Sanger中心查询基因组数据库进行基因组序列的分86

2.7 基于核酸序列对齐分析的功能预测86

2.7.1 基于NCBI/Blast软件的核酸序列同源性分析86

2.7.2 两条核酸序列之间的同源性分析89

2.7.3 核酸序列之间的多重比对分析及进化分析90

2.8 可读框架分析91

2.8.l cDNA序列的可读框架分析91

2.8.2 基因组序列中的编码区/内含子结构分析93

2.8.2.1 “断裂”的真核基因93

2.8.2.2 真核基因外显子-内含子连接区94

2.8.2.3 基因组序列的内含子/外显子分析95

2.8.2.4 cDNA序列与基因组序列的对齐及其显示96

2.9 基因启动子及其他DNA调控位点分析100

2.10 重复序列分析102

2.10.l RepBase102

2.10.2 利用RepeatMasker程序分析重复序列103

2.1l 引物设计103

2.12 向数据库中提交核酸序列106

2.12.1 EST序列的注册107

2.12.2 较长或全长CDNA序列的注册108

2.13 从IMAGE协作组索取相关克隆109

3.1.l.2 利用SRS系统从EMBL检索蛋白质序列110

3.1.1.l 从NCBI检索蛋白质序列110

3.1 蛋白质序列检索110

第3章 蛋白质序列分析实践110

3.1.l 基于网络的序列检索110

3.1.2 通过e-ma11进行序列检索119

3.2 蛋白质基本性质分析120

3.2.1 疏水性分析120

3.2.2 跨膜区分析121

3.2.3 前导肽和蛋白质定位123

3.2.4 卷曲螺旋分析125

3.3 蛋白质功能预测126

3.3.1 基于序列同源性分析的蛋白质功能预测126

3.3.1.1 基于NCBI/Blast软件的蛋白质序列同源性分析127

3.3.1.2 基于WU/BlaSt2软件的蛋白质序列同源性分析127

3.3.2 基于motif结构位点、结构功能域数据库的蛋白质功能白129

3.3.1.3 基于FASTA软件的蛋白质序列同源性分析129

3.3.2.1 motif数据库PROSITE130

3.3.2.2 Ptofi1e数据库133

3.3.2.3 蛋白质序列的轮廓（Profi1e)分析134

3.3.2.4 HITS蛋白质结构域数据库134

3.3.2.5 InterProScan综合分析网站135

3.3.2.6 蛋白质的结构功能域分析136

3.4 蛋白质结构预测138

3.4.l 蛋白质结构资源138

3.4.l.1 PDB数据库138

3.4.1.6 MMDB蛋白质分子模型数据库139

3.4.1.4 HSSP数据库139

3.4.1.5 蛋白质结构分类数据库（SCOP)139

3.4.1.2 NRL-3D数据库139

3.4.1.3 ISSD数据库139

3.4.1.7 Dali/FSSP数据库140

3.4.2 蛋白质二级结构预测140

3.4.3 蛋白质三级结构预测140

3.4.3.1 与已知结构的序列比较140

3.4.3.2 同源模建141

3.4.3.3 穿针引线（threading)算法和折叠识别141

3.5 蛋白质分子进化分析142

3.5.l 蛋白质分类数据库（ProtoMap)143

3.5.2 蛋白质序列多重对齐分析及进化分析143

4.1.1 程序开发语言147

4.1.1.1 C语言147

4.1 计算机服务/开发环境的构建147

第4章 常用的生物信息学资源简介及其综台利用147

4.1.1.2 Perl语言149

4.1.1.3 PHP语言151

4.l.2 数据库工具151

4.1.2.1 MySQL数据库工具151

4.1.2.2 ACeDB数据库及管理工具152

4.1.3 网络服务器153

4.1.3.1 L1nux下的Apache网络服务器153

4.1.3.2 Windows下的Apache网络服务器154

4.1.4 操作系统154

4.1.4.1 L1nux操作系统154

4.1.4.2 常用的L1nux命令158

4.1.4.3 Linux与W1ndowsNT/2000相比的几个技术优势161

4.1.4.4 Linux与Windows系统的集成163

4.2 Windows下的软件资源推荐164

4.2.1 软件的下载与安装164

4.2.2 文件管理软件——Windows commander164

4.2.3 文件下载——Net Vampire软件170

4.2.4 文件传输协议——FTP命令173

4.2.5 建立FTP服务器——FTP SerV-U软件174

4.2.6 创建网站相关软件——Webzip软件175

4.2.7 图形处理软件——HyperSnap175

4.2.8 远程登录/远程管理176

4.2.8.1 Telnet服务程序176

4.2.8.2 NetTerm远程登录软件177

4.2.9 压缩与解压缩工具178

4.2.9.1 压缩软件——Winzip178

4.2.9.2 压缩软件——WinRAR179

4.2.10 超大文本编辑软件——UltraEdit180

4.2.1l 程序集成开发环境——VisualBASlC182

4.3 生物信息学软件资源186

4.3.1 Windows环境下的生物信息学资源186

4.3.1.1 序列分析软件——DNAMAN186

4.3.1.2 综合序列分析软件——BioEdit196

4.3.1.3 VectorNTI198

4.3.1.4 引物设计软——Oligo200

4.3.1.5 核酸序列分析软件——GeneTool202

4.3.1.6 蛋白质序列分析软件——PepTool203

4.3.1.7 序列分析软件——Lasergene99204

4.3.1.8 蛋白质三维分子结构显示软件——RasMol205

4.3.1.9 序列分析与管理软件——Omiga209

4.3.1.l0 序列多重对齐软件——ClustalW212

4.3.2 Linux环境下的生物信息学资源216

4.3.3 Macintosh环境下的核酸和蛋白质序列分析217

4.3.3.l MacOS的部分工具217

4.3.3.2 MacOs下的生物信息学分析资源219

4.3.4 综合生物信息学资源——生物软件网221

4.4 资源的综合利用:自建核酸和蛋白质序列分析平台238

4.4.1.1 下载软件239

4.4.1.2 软件解压缩239

4.4.l Windows下Blast软件的本地化实现及其使用239

4.4.1.3 进行系统配置240

4.4.1.4 Blast软件的使用241

4.4.1.5 Visual BASIC程序接口设计及使用示例242

4.4.2 Linux系统下命令行方式Blast软件的安装与使用243

4.4.3 含有Web界面的Blast系统的安装与使用243

4.4.3.l Linux操作系统安装及局域网组建244

4.4.3.2 WEB界面Blast软件的安装244

4.4.3.3 检索用数据库的准备245

4.4.3.4 Blast软件的配置246

4.4.3.5 Blast分析环境的使用247

4.4.4.3 系统需求249

4.4.4.2 程序设计249

4.4.4.4 体系性能的综合评价249

4.4.4.1 电子序列延伸的生物信息学策略249

4.4.4 基于PC/Linux的核酸序列电子延伸系统（AutoCTG)的构建及其应用249

4.4.4.5 数据库预处理250

4.4.4.6 程序设计及用法251

4.4.4.7 人胎肝来源部分EST序列和较长cDNA序列的电子延伸分析252

4.4.5 基于PC/Linux的核酸序列分析系统的构建及其应用257

4.4.5.1 本地化核酸序列大规模自动分析系统的构建258

4.4.5.2 本地化核酸序列大规模分析体系的使用264

4.5 实例分析:人ADP-核糖基化因子GTP酶活化蛋白基因的生物信息学分析267

4.5.l cDNA序列分析268

4.5.1.1 EST序列的获得268

4.5.1.2 利用Blast软件进行序列相似性检索268

4.5.1.3 确定转录物大小270

4.5.1.4 全长cDNA序列的获得271

4.5.1.5 可读框架分析272

4.5.1.6 基因名称确定274

4.5.2 蛋白质序列分析274

4.5.2.1 基本性质分析274

4.5.2.2 功能位点分析274

4.5.2.3 结构功能域的确定275

4.5.2.4 序列多重对齐分析275

4.5.3 基因组结构分析277

4.5.3.1 染色体定位分析277

4.5.3.2 基因组结构确定279

4.5.4 小结281

附录282

常用词汇与缩略语表282

参考文献287