蛋白质结构数据库
结构数据库
小蛋白
总和
90
1195
129
1962
219
3902
三、蛋白质分类数据库CATH
数据库的名称CATH分别是数据库中四种分类类 别的第一个字母，即: C:（class）； A:（architecture）； T:（topology）； H:（homologous superfamily）。 CATH蛋白质分类数据库与另外一个蛋白质分类数据 库SCOP相比，后者更注重从蛋白质进化的角度来对 蛋白质进行分类，而CATH数据库偏重于从结构角度 对蛋白质分类。
Wang Y et al. Nucl. Acids Res. 2000;28:243-245
MMDB(molecular modeling database)
• MMDB 的 记 录 以 ASN.1 格 式 存 储 ， 可 以 用 Cn3D, Rasmol, 或 Kinemage来显示。另外， 数据库中类似的结构已经被用 VAST 确认， 新的结构可以用VASTsearch来同数据库进行 比较。
CATH把蛋白质分为4类，即全 α、全β、α-β（α/β型和 α+β型）和低二级结构类。
以蛋白质1ucr为例的搜索结果
1ucr包括两个结构域，分别为 ‘1ucrA00’和‘1ucrB00’。这两个结 构域属于同一同源家族 1.10.10.10。 结果显示1ucr为二聚物，它的每 条链都有自己特异的链标识（如 1ucrA和1ucrB）。
第二节蛋白质结构数据库
Protein Structure Databases
一、蛋白质三维结构数据库PBD
/pdb
/pdbe/
/
Year 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 TOTAL
生物学pdb
生物学pdbPDB是指蛋白质数据银行，是一个全球性的计算生物学知识库，主要收集了生物大分子如蛋白质，核酸等的三维结构信息，是结构生物学研究的重要工具之一。
下面将为大家介绍生物学PDB。
一、 PDB的定义PDB，即Protein Data Bank，是由美国提供的国际性蛋白质结构数据库，也是生物分子结构的重要资源库之一。
所有收录的分子都是根据晶体学或核磁共振等技术测定的三维结构。
PDB目前由美国PDB，欧洲PDB以及日本PDB三个组织共同维护。
1. 结构生物学研究PDB中收集了全球范围内的各种生物分子的三维结构信息，为结构生物学研究提供了重要工具。
研究者可以通过PDB中的数据比对、建模、分析等手段，揭示生物分子的结构、功能、互作等重要信息，深入了解生命在分子水平上的规律性。
2. 新药研究PDB中收录了多个蛋白质的三维结构信息，这些蛋白质与常见疾病存在相关性。
通过研究蛋白质的结构，可以发现药物靶点蛋白的结构特征，确定有效的药物分子。
这为新药的设计及开发提供了可靠的基础。
PDB中收录的三维结构数据是生物信息学研究的重要资源。
利用PDB中的数据，可以对各种蛋白质的序列和结构进行比对和分析，挖掘出结构域、保守域、折叠域等重要的结构信息。
此外，还可以通过PDB中的数据进行生物网络分析，探索蛋白质相互作用及合成有机体的相关机制。
PDB record一般包含以下10个部分HEADER：记录的大标题，通常为分子名称。
OBSLTE：关于PDB ID的历史信息。
TITLE：分子的名称，可以包括其分类、来源、功能、序列等信息。
EXPDTA：记录分子的实验方法。
AUTHOR：分子的上传者、解析者的相关信息。
REMARK：记录实验、结构的相关信息详细信息。
DBREF: 记录当前分子在其他数据库中的编号、序列等信息。
SEQADV: 当分子序列中存在特异点时，该记录用于存储序列变异信息。
SEQRES：仅仅用于纪录实验所得分子的氨基酸残基顺序。
蛋白质数据库
生物芯片北京国家工程研究中心湖南中药现代化药物筛选分中心暨湖南涵春生物有限公司常用数据库名录1、蛋白质数据库PPI - JCB 蛋白质与蛋白质相互作用网络•Swiss-Prot - 蛋白质序列注释数据库•Kabat - 免疫蛋白质序列数据库•PMD - 蛋白质突变数据库•InterPro - 蛋白质结构域和功能位点•PROSITE - 蛋白质位点和模型•BLOCKS - 生物序列分析数据库•Pfam - 蛋白质家族数据库 [镜像： St. Louis (USA), Sanger Institute, UK, Karolinska Institutet (Sweden)] •PRINTS - 蛋白质 Motif 数据库•ProDom - 蛋白质结构域数据库 (自动产生)•PROTOMAP - Swiss-Prot蛋白质自动分类系统•SBASE - SBASE 结构域预测数据库•SMART - 模式结构研究工具•STRING - 相互作用的蛋白质和基因的研究工具•TIGRFAMs - TIGR 蛋白质家族数据库•BIND - 生物分子相互作用数据库•DIP - 蛋白质相互作用数据库•MINT - 分子相互作用数据库•HPRD - 人类蛋白质查询数据库•IntAct - EBI 蛋白质相互作用数据库•GRID - 相互作用综合数据库•PPI - JCB 蛋白质与蛋白质相互作用网络2、蛋白质三级结构数据库•PDB - 蛋白质数据银行•BioMagResBank - 蛋白质、氨基酸和核苷酸的核磁共振数据库•SWISS-MODEL Repository - 自动产生蛋白质模型的数据库•ModBase - 蛋白质结构模型数据库•CATH - 蛋白质结构分类数据库•SCOP - 蛋白质结构分类 [镜像: USA | Israel | Singapore | Australia]•Molecules To Go - PDB数据库查询•BMM Domain Server - 生物分子模型数据库•ReLiBase - 受体/配体复合物数据库 [镜像： USA]•TOPS - 蛋白质拓扑图•CCDC - 剑桥晶体数据中心 (剑桥结构数据库 (CSD))•HSSP - 蛋白质二级结构数据库•MutaProt - PDB数据库中点突变的比较•SWISS-3DIMAGE - 蛋白质和其他生物分子的三维图像•BioImage - 生物图像数据库 (包含生物大分子图像) 3、蛋白质组数据库和链接•2－D胶数据库以及与2－D胶相关的数据库•蛋白质组链接4、与核酸相关的数据库•EMBL - EMBL核酸序列数据库 (EBI)•Genbank - GenBank核酸序列数据库 (NCBI)•DDBJ - 日本DNA数据库•dbEST - dbEST(表达序列标签)数据库 (NCBI)•dbSTS - dbSTS(序列标签位点)数据库 (NCBI)•AsDb - 异常剪切数据库•ACUTS - DNA非转录保守序列数据库•密码子数据库•EPD - 真核生物启动子数据库•HOVERGEN - 颈椎动物同源基因数据库•IMGT - 免疫遗传学数据库 [镜像： EBI]•ISIS - 内含子序列信息•RDP - 核糖体数据库•gRNAs db - gRNA数据库•PLACE - 植物DNA顺势调控元件数据库•PlantCARE - 植物中DNA顺势调控组件数据库•ssu rRNA - 欧洲核糖体RNA数据库－小核糖体•lsu rRNA - 欧洲核糖体RNA数据库－大核糖体•5S rRNA - 5S核糖体RNA数据库•tmRNA Website - tmRNA站点•tmRDB - tmRNA数据库•tRNA - tRNA剪切（ Bayreuth大学）•uRNA db•RNA editing - RNA剪切位点•RNAmod db - RNA修饰数据库•TelDB - 多介质端粒数据库•MPDB - 分子探针数据库•VectorDB - 载体序列数据库5、糖类•FCCA - 糖类论坛•GlycoSuiteDB - 多聚糖数据库•Monosacharide browser - Space filling Fischer projection for monosaccharides•Thorkild's lectin page - 凝集素通道6、特殊物种数据库:人类：•OMIM - 孟德尔遗传在线－－人类•GENATLAS - 人类基因图集•GeneClinics - 医学基因学库•GDB - 基因组数据库•GeneCards - 人类基因整合信息数据库•UDB - 人类基因图谱数据库•Ensembl人类基因组浏览器•UCSC人类基因组工作草图•TIGR HGI - TIGR人类基因组索引•Hs UniGene - GenBank中的人类转录本•STACK - 序列标签比对• - 人类基因预测•GenLink - 人类基因组资源数据库•GeneLynx - 人类基因组•HUGE - 人类未知基因－大型蛋白质反转录得到的cDNA (KIAA...)•HUNT - 人类异常转录本•CGAP - 癌症基因组解剖学•MGC - 哺乳动物基因•SCDb - 干细胞数据库•Homophila - 人类疾病基因与果蝇基因对比数据库•Human Protein Atlas - 人类正常组织蛋白质与癌细胞蛋白质表达与位点的比较•Chr at Rutgers - Rutgers的人类染色体信息•Chr at Sanger - Sanger Center的人类染色体信息•Chr Swiss-Prot list - Swiss-Prot的染色体信息脊椎动物：•OMIA - 孟德尔遗传在线－－动物•MGI - 小鼠基因组学信息 [镜像： Australia]•Ensembl小鼠基因组浏览器•TIGR MGI - TIGR小鼠基因索引•Mm UniGene - GenBank 中的小鼠转录本(EST clusters) •MGC - 哺乳动物基因•Mouse gene knockouts db - 小鼠基因敲除数据库•RGD - 大鼠基因组数据库•RatMAP - 大鼠基因组数据库•TIGR RGI - TIGR大鼠基因组数据库•Rn Unigene - GenBank 中的大鼠转录本(EST clusters) •BOVMAP - 牛基因数据库 (法国)•DGP - 狗基因数据库•MIS - 孟德尔遗传－－羊•Ark-Cat - 猫基因组数据库•Ark-Chicken - 鸡基因组数据库•Ark-Cow - 奶牛基因组数据库•Ark-Deer - 鹿基因组数据库•Ark-Horse - 马基因组数据库•Ark-Pig - 猪基因组数据库•Ark-Sheep - 绵羊基因组数据库•Ark-Turkey - 火鸡基因组数据库•FishBase -鱼类综合信息系统•Fugu genome project - 河豚基因组•Fugu - HGMP 河豚数据•- Ensembl 河豚基因组浏览器•Medakafish - Mekada fish (Oryzias latipes) server •Ark-Tilapia - 罗飞鱼基因组数据库•Ark-Salmon - 大马哈鱼基因组数据库•The fish net - 斑马鱼基因组数据库•Ensembl斑马鱼基因组浏览器线粒体和叶绿体：•GOBASE - 细胞器基因组数据库•MitoDat - 孟德尔遗传和线粒体数据库• C.caldarium - 蓝藻纲PK1菌株叶绿体基因组昆虫•Drosophila Swiss-Prot list - Swiss-Prot中的果蝇链接•FlyBase - 果蝇遗传数据库和分子数据库•BDGP - Berkeley果蝇基因组项目•FlyView - 果蝇图像数据库•Homophila - 人类疾病与果蝇基因对照数据库•蚊子基因组学•AnoDB - 疟蚊数据库•Ensembl蚊子基因组浏览器7、人类突变数据库•HGMD - 人类基因突变数据库•SVD - EBI序列变异数据库•GeneDis - 人类遗传病数据库8、特殊基因和蛋白质数据库•Allergens in Swiss-Prot - Swiss-Prot中过敏反应的命名与索引•Allergome - 过敏症反应分子数据库•Aminoacyl-tRNA synthetases in Swiss-Prot - Swiss-Prot 中氨基化tRNA合成酶列表9、转录后修饰数据库•DSDBASE - 二硫化物数据库 (数据来源于三级结构数据库) •GlycoSuiteDB - 多聚糖结构数据库•LIPID MAPS - 脂类代谢及路径10、系统发生学数据库•COG - 全基因组中编码的蛋白质的系统发生学分类方法•EGO - 真核生物基因分类方法•InParanoid - 真核生物分类11、芯片数据库•ArrayExpress - EBI中芯片数据•ExpressDB - 酵母菌和大肠杆菌表达数据库•GeneX - 基因表达工程12、专利数据库•DPD - DNA专利数据库•Ag Patents - USDA收录的农业工艺专利•Esp@cenet - 欧洲专利事务所专利信息数据库 (世界范围内)13、参考文献(目录数据库)•PubMed Medline server - PubMed查询•AGRICOLA - NAL农业查询数据库•Article@INIST - 科技信息数据库•Korean Journals Abstract db - 韩国杂志摘要数据库•SeqAnalRef - 序列分析文献14、字典, 读物, 课程 ,命名法•BioABACUS - 缩写词•BioTech's life science dictionary生物科技及生命科学字典•DCB - 细胞生物学字典（Julian Dow编写）15、生物软件数据库及目录•CLC Free Workbench - 可在Linux, MacOS X and Windows操作系统上运行的，对DNA、RNA和蛋白质进行算法分析的软件•CLC Protein Workbench - 可在Linux, MacOS X and Windows 操作系统上运行的，对DNA、RNA和蛋白质进行算法分析的软件•BioCatalog - EBI的生物目录16、生命科学资源•Biofind - 生物科技工业信息、评论及新闻•Bioinformatik.de - 生物信息学网页目录17、生物杂志和发行人•生物杂志主页：Swiss-Prot journals list - Swiss-Prot杂志列表• - 电子出版物目录• - 电子期刊目录18、发行人•Allen Press, Inc. - Allen出版社•AMA - 美国医学联合出版物•ACS - 美国化工协会出版物19、生物信息学杂志和通讯•BioInformer - EBI通讯•NCBI Newsletter -NCBI通讯•PDB Quaterly Newsletter - PDB通讯20、基因组通讯•Human Genome Project Information - 人类基因组计划•FGN - 真菌遗传学•Rice Genome Newsletter - 水稻基因组21、其他•IJC - 化学杂志•Plant Gene Register - 植物基因注册22、生物商业杂志•BioCentury - 生物世纪•BioWorld Online - 生物世界•Drug Discovery and Development - 药物发现和发展•GEN - 基因工程新闻23、综合性科学杂志•Nature•New Scientist•La Recherche•Science•Scientific American24、生物学研究机构•APS - 美国缩氨酸社区•ASCB - 美国细胞生物学社区•ASHG - 美国人类遗传学社区25、计算生物学服务器主页欧洲：•EBI - 欧洲生物信息学协会•EMBnet - 欧洲分子生物信息学网•EMBL - EMBL计算生物学机构美国和加拿大：•NCBI - 美国生物学信息中心•ABCC - NCI高级生物医学计算中心•ACGT - Oklahoma大学基因组技术中心亚洲•APBioNet - 亚太生物信息网•BIC-JNU - Jawaharlal Nehru大学生物信息学中心•DIC - Pune (印度)大学生物信息澳洲•APBioNet - 亚太生物信息网•ANGIS - 澳大利亚国家遗传信息服务中心•ANU - 澳大利亚国大学生物信息学研究组•APAF - 澳大利亚蛋白质组分析工具26、其他•HUJI - 耶路撒冷Hebrew大学基因组学和生物信息学服务中心•Weizmann Bioinfo/BCU - Weizmann计算生物学和生物信息学研究协会•SANBI - 南非生物信息学研究协会27、生物公司和制药公司•美国药物研究和制造商目录•Bioportfolio - 生物技术企业•Affymetrix, Inc. - Affymetrix公司28、生物信息公司•Aborygen•Accelrys, Inc•AlgoNomics NV t29、其他链接其他医学查询•HON - 基于网络的健康服务• - 药物网络指南•MedWeb - 医学链接其他科学查询•GPSDB - 基因和蛋白质同义词数据库•Chemcyclopedia Online - 商业化学试剂数据库。
蛋白质数据库使用说明
引言：蛋白质数据是生物信息学领域中非常重要的资源之一，它提供了大量关于蛋白质序列、结构、功能以及相互作用等方面的信息。
本文旨在介绍如何使用蛋白质数据库，帮助用户更好地利用这一资源进行研究。
概述：蛋白质数据库是一个集成了许多蛋白质信息的在线资源，用户可以通过搜索、浏览、等方式获取所需的信息。
其中，常用的蛋白质数据库包括NCBI、UniProt、PDB等。
这些数据库提供了丰富的蛋白质数据，并且不断更新以满足用户需求。
正文内容：1.数据库搜索功能1.1.关键词搜索1.1.1.输入蛋白质名称1.1.2.输入序列片段1.1.3.输入关键词1.2.高级搜索选项1.2.1.提供更精确的搜索结果1.2.2.支持过滤和排序功能1.2.3.可以根据相关字段进行搜索2.数据库浏览功能2.1.蛋白质分类2.1.1.按物种分类2.1.2.按功能分类2.1.3.按家族分类2.2.数据表格浏览2.2.1.查看蛋白质基本信息2.2.2.查看蛋白质序列2.2.3.查看蛋白质结构2.3.数据图谱浏览2.3.1.查看蛋白质相互作用网络2.3.2.查看蛋白质结构域分布2.3.3.查看蛋白质功能注释3.数据库功能3.1.蛋白质序列数据3.1.1.全部序列3.1.2.特定物种的序列3.2.蛋白质结构数据3.2.1.已解析的蛋白质结构3.2.2.蛋白质结构预测结果3.3.蛋白质相互作用数据3.3.1.已验证的相互作用数据3.3.2.预测的相互作用数据4.数据库工具与资源4.1.序列比对工具4.1.1.BLAST4.1.2.PSIBLAST4.2.结构预测工具4.2.1.SWISSMODEL4.2.2.Phyre24.3.功能注释资源4.3.1.GeneOntology4.3.2.InterPro4.4.数据库交互接口4.4.1.提供API接口4.4.2.支持数据提交与5.数据库更新与维护5.1.数据更新频率5.2.数据质量保证5.3.用户反馈与支持5.4.数据库版本与历史记录总结：蛋白质数据库为研究人员提供了丰富的蛋白质信息资源，通过搜索、浏览、等功能，用户可以轻松地获取需要的数据。
SMART：蛋白质结构域数据库
SMART：蛋⽩质结构域数据库SMART是蛋⽩结构域的数据库，该数据库最新版本为v8,收录了1300多个蛋⽩结构域信息，覆盖了来⾃uniprot, ensembl等多个数据库的蛋⽩。
官⽹如下http://smart.embl-heidelberg.de/该数据库有以下两种模式1. normal2. genomicnormal模式下包含了所有uniprot, ensembl的蛋⽩质信息，这些蛋⽩序列是存在冗余的，genomic模式下只包含了拥有完整蛋⽩质组的物种的信息。
两种模式可以通过SETUP菜单进⾏切换，通过颜⾊可以辨别所处的模式，⽰意如下通过右上⾓的Search SMART按钮，可以检索该数据库，⽀持以下蛋⽩名称和domain两种检索⽅式。
输⼊uniprot或者ensembl 数据库中的蛋⽩ID进⾏检索，⽰例如下，根据uniprot数据库中的蛋⽩ID C1S_HUMAN进⾏检索http://smart.embl-heidelberg.de/smart/show_motifs.pl?ID=C1S_HUMAN检索页⾯包含如下结果1. domian 结构图从图中，可以看出，该蛋⽩质包括以下5种domain1. CUB2. EGF_CA3. CCP4. Tryp_SPc还提供了每个结构域的位置信息2. 蛋⽩质相互作⽤提供了来⾃STRING数据库的蛋⽩相互作⽤信息，⽰意如下3. pathway 信息提供了Metabolic pathway 和 Kegg pathway 两个数据库的通路注释信息，⽰意如下4. orthology group 注释提供了来⾃eggNOG数据库的注释信息，⽰意如下5. 转录后修饰提供了来⾃PTM数据库的转录后修饰信息，⽰意如下按照domain进⾏检索，⽰例如下，根据domian名称CUB进⾏检索。
对于每个domain, 采⽤SM开头的编号唯⼀标识，同时提供了和其他数据库的关联信息，还⽀持下载多序列⽐对的结果。
蛋白质研究数据库
一、蛋白质数据库1.UniProt (The Universal Protein Resource)网址：//uniprot/简介：由EBI(欧洲生物信息研究所)、PIR(蛋白信息资源)和SIB(瑞士生物信息研究所)合作建立而成，提供详细的蛋白质序列、功能信息，如蛋白质功能描述、结构域结构、转录后修饰、修饰位点、变异度、二级结构、三级结构等，同时提供其他数据库，包括序列数据库、三维结构数据库、2-D凝聚电泳数据库、蛋白质家族数据库的相应链接。
2.PIR(Protein Information Resource)网址：/简介：致力于提供及时的、高质量、最广泛的注释，其下的数据库有iProClass、PIRSF、PIR-PSD、PIR-NREF、UniPort，与90多个生物数据库(蛋白家族、蛋白质功能、蛋白质网络、蛋白质互作、基因组等数据库)存在着交叉应用。
3.BRENDA(enzyme database)网址：简介：酶数据库，提供酶的分类、命名法、生化反应、专一性、结构、细胞定位、提取方法、文献、应用与改造及相关疾病的数据。
4.CORUM(collection of experimentally verified mammalian protein complexes)网址：http://mips.gsf.de/genre/proj/corum/index.html简介：哺乳动物蛋白复合物数据库，提供的数据包括蛋白复合物名称、亚基、功能、相关文献等5.CyBase(cyclic protein database)网址：.au/cybase简介：环状蛋白数据库，提供环状蛋白的序列、结构等数据，提供环化蛋白预测服务。
6.DB-PABP网址：/DB_PABP/简介：聚阴离子结合蛋白数据库。
聚阴离子结合蛋白与聚阴离子的互作在胞内定位、运输、蛋白质折叠等生命过程中起重要作用，此外许多与神经衰退疾病相关的蛋白质均为聚阴离子结合蛋白。
蛋白质数据库
蛋⽩质数据库
⼀、蛋⽩质数据库
》序列数据库：Uniprot (蛋⽩质序列和具有综合功能注释⽬录的中⼼资源库)
PIR （提供蛋⽩质序列数据和分析⼯具）
》结构数据库：PDB （实验测定的⽣物⼤分⼦三维结构）
MMDB
》模体及结构域数据库：PROSITE (蛋⽩质序列功能位点数据库)
Pfom (使⽤基于隐马模型的多序列⽐对对蛋⽩质进⾏家族分类) 》蛋⽩质分类数据库：SCOP （提供已知结构蛋⽩质间的结构和进化关系信息）
CAHT
HSSP
DSSP
⼆、蛋⽩质组数据库
》SWEISS PROT 2DE PAGE / neXtProt / PaxDb / PeptideAtlas / PRIDE
涉及不同⽣物、不同器官、组织、细胞的蛋⽩质图谱数据
三、蛋⽩质互作组数据库
》HPRD / DIP / INTERACT
四、综合型数据库
》ExPASy。
生命科学中最常用的5个数据库介绍
生命科学中最常用的5个数据库介绍生命科学是一个庞大而复杂的学科，其中包含了关于生命现象的各种研究。
对于生命科学的研究，特别是在分子水平上进行的研究，需要大量的数据支持。
这些数据包括分子序列、蛋白质结构、代谢途径等等。
为了有效地管理这些数据，生命科学中广泛应用了各种数据库。
本文将介绍生命科学中最常用的5个数据库。
1. GenBankGenBank是全球最大的分子生物学数据库，包含了全球各地实验室提交的DNA和RNA序列。
它由美国国家生物技术信息中心（NCBI）维护。
GenBank包含了数十亿条序列记录，其中包括了不同物种的基因组、蛋白质序列、DNA和RNA序列等。
与DNA和RNA序列相关的信息包括序列长度、基序、带电的特殊域、结构域、转录因子结合位点以及其他数据。
GenBank还包含了元数据，如物种和菌株的信息、文献引用以及序列的提交日期。
2. PubMedPubMed是美国国家医学图书馆（NLM）维护的一个生命科学文献数据库，包括了生命科学、医学和健康相关的数百万篇论文。
PubMed提供了对文献的全文搜索和存储，使科学家在查找特定话题时更加方便。
除了搜索全文的功能，PubMed还提供了很多额外的服务，如翻译摘要、相关文章推荐、绘制图表等。
3. EnsemblEnsembl是一种数据库、搜索引擎和分析平台，专门用于处理各种生命科学的数据。
Ensembl已经成为了全球最大的基因组数据库之一，包含了人类、其他哺乳动物、鸟类、篮球、双子蝎、无脊椎动物等近700个物种的基因组信息。
Ensembl提供的数据包括生物序列、调控区域、基因家族、基因结构、基因组的变异和基因表达信息等。
4. Protein Data Bank (PDB)蛋白质数据银行（PDB）是一个三维蛋白结构数据库，由改华大学、美国罗格斯大学和欧洲生物信息研究所等机构共同维护。
PDB存储了全球各地实验室提交的蛋白质晶体结构和生化分析，包括了大多数已知的蛋白质家族和酶。
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原位合成法
不需要 寡核苷酸 约25nt 需要 不需要 高 高 需要
直接点样法
寡核苷酸，cDNA，基因组 DNA，蛋白等 不限制 不需要 需要 低 低
应用
基因表达，突变检测
基因表达，突变检测，CGH
3.2 芯片载体的制作
1. 常见的载体类型
膜 玻片 三维基质包被玻片
（1）膜
优点：与核酸亲和力强。 缺点：单位面积上点样密度低； 背景较高； 灵敏度低。
4. 光导原位合成法的缺点
需要避光掩膜，造价高； 2. 光脱保护方式，造成光衍射，制约探针密度的 提高 3. 对研究者而言，每次实验只是使用芯片探针的 一部分，探针浪费严重
1.
1. 接触式点样
点样针。 基本过程： 点样针接触探针溶液，通过浸润现象或毛细现象， 使液体转移到针尖或针的狭缝中。针尖再接触基片，样 品在基片上留下斑点，完成一次点样。
点样针的种类：
实心针（solid pin） 裂隙针（split pin） 毛细管针（capillary tube） 针与环（pin and ring）
手臂分子
特异性探针
图3-6 寡核苷酸探针固定在PDC基片上的原理
（3）连接硫醇基修饰的玻片
硫醇基
图3-7 SMPB连接硫醇基核苷酸和氨基玻片
（4）环氧硅烷化修饰的玻片
环氧硅烷基
图3-8 环氧硅烷化玻片修饰示意
3.3 探针的制备
1. cDNA探针 2. 寡核苷酸探针 3. 基因组DNA探针（很少用）
best
2.非接触式点样（自学） （1）微螺线阀 （2）压电元件
压电元件
1
微螺线阀
1
接触式
非接触式
图3-10当前59家芯片设备生产商使用的点样针分布情况 （图中的数字代表使用各点样针的厂家数目）
3.5 原位合成法
操作平台
Affymetrix芯片的特点：
光导原位合成的寡核苷酸芯片 高密度的点阵技术 独特的高密度的点阵技术
1平方厘米的面积至少可排列上百万个探针合成区（“点”)
3. Affymetrix独特的PM-MM探针设计
图3-11 PM-MM探针设计方案
高灵敏度
图3-12 仅用PM探针与联合应用PM-MM 探针检测靶序列的灵敏度比较
芯片结果准确可靠
图3-13 PM-MM的多个探针的结果与单个探针的结果比较
（2）玻片
优点：耐受高温和高离子强度； 具有不浸润性，提高点样密度；
背景低。
缺点：二维的平面结构，与DNA杂交时会有空间位阻。
（3）三维基质包被玻片
具有三维孔性结构，更适合做蛋白质芯片的支持 物，可以保持蛋白质的空间构象，不影响它的活性。
2. 探针分子与基片表面的作用方式
化学偶联：探针分子与基片表面活性基团发生化学 反应，生成新的共价键。
物理吸附：探针分子与基片表面通过次级键相连接。
3. 玻片的修饰类型
氨基修饰玻片
同型双功能偶联剂修饰的玻片
硫醇基修饰的玻片 环氧硅烷化修饰的玻片等
（1）氨基修饰的玻片
羟基
氨基
图3-3 APS修饰玻璃表面反应示意
（2）同型双功能偶联剂包被修饰的玻片
异硫氰基
对苯乙异硫氰酸
醛基
戊二醛
连接分子
cDNA探针：主要来自cDNA，从细胞或组织中提取 RNA后逆转。
寡核苷酸探针：
根据数据库中的基因序列人工合成的。 通常在5’末端进行氨基修饰，并加入一段不直接参与 杂交的重复序列，称为手臂分子，通常用poly dT(10)。
手臂分子
特异性探针
3.4 点样仪及点样过程
接触式点样
非接触式点样
第三章
基因芯片的制作方法
3.1 概述
1. 基因芯片是以Southern印迹杂交技术为基础
发展起来的。
反向杂交技术
2. 基因芯片的制作方法：
原位合成法： Affymetrix公司 直接点样法（合成后点样）： Stanford大学，1995年
项目
探针预备 探针类型 探针长度 联合合成 芯片表面点样 密度 制作成本