生物信息学蛋白质数据库
生物信息研究中常用蛋白质数据库的总结
生物信息研究中常用蛋白质数据库简述内蒙古工业大学理学院呼和浩特孙利霞2010.1.5摘要：在后基因组时代生物信息学的研究当中，离不开各种生物信息学数据库。
尤其在蛋白质从序列到功能的研究当中，目前各种行之有效的方法都是基于各种层次和结构的蛋白质数据库。
随着计算机技术及网络技术的发展，目前的蛋白质数据库不论是所包含数据量还是功能都日新月异，新的数据库层出不穷。
一个新手面对如此浩瀚的数据量往往无从下手。
本文粗浅地为目前蛋白质数据库的使用勾画出一个轮廓，作为自己蛋白质研究入门的一个引导。
关键词：蛋白质；数据库0 引言随着科技的发展，个人的知识往往赶不上快速膨胀的信息量，人们为了解决这个问题，便创建了形形色色的数据库。
蛋白质数据库是指：在蛋白质研究领域根据实际需要，对蛋白质序列、蛋白质结构以及文献等数据进行分析、整理、归纳、注释，构建出具有特殊生物学意义和专门用途的数据库。
蛋白质数据库总体上可分为两大类：蛋白质序列数据库和蛋白质结构数据库，蛋白质序列数据库来自序列测定，结构数据库来自X-衍射和核磁共振结构测定（详见图1）。
这些数据库是分子生物信息学的基本数据资源。
上世纪90年代，我国从事蛋白质研究的学者使用的蛋白质数据库储存介质还是国外实验室发布的激光光盘[1]。
信息的传播储存甚为不便。
随着蛋白质研究的发展飞快，同时伴随着计算机和因特网发展，蛋白质数据库的储存传播方式也发生的巨大的变化。
进入21世纪后，我们所用的各种蛋白质数据库都发展成为存储在网络服务器上，基于“服务器—客户机”的访问查询方式。
伴随着计算机及物理测试技术的发展数据库的容量和功能成数量级膨胀。
但是面对如此浩瀚的数据，新手往往感到无从下手，在需要时找不到自己需要的合适数据库。
本文从目前蛋白质数据库建立的的逻辑层次出发，系统地简绍了常用蛋白质数据的概况，它们的查询方法以及它们相互之间的联系。
同时尽量不涉及数据库建设和维护方面的计算机和网络这些数据库底层的技术，为蛋白质研究的入门者及对蛋白质感兴趣的人员的一个引导。
生物信息学数据库分类整理汇总
生物信息学数据库分类整理汇总生物信息学数据库是存储和管理生物学领域的大量数据的重要工具和资源，对于生物信息学研究、基因组学、蛋白质组学、转录组学等领域的研究具有重要的意义。
本文将对生物信息学数据库进行分类整理和汇总，方便生物信息学研究者更好地使用和了解这些数据库。
1.基因组数据库：- GenBank：美国国家生物技术信息中心（NCBI）维护的基因序列数据库，包含已知基因的核酸序列。
- Ensembl：英国恩格斯尔基因组项目维护的一个综合性基因组数据库，包含多种物种的基因组数据。
- UCSC Genome Browser：加利福尼亚大学圣克鲁兹分校开发的一个基因组浏览器，提供多种物种的基因组序列和注释信息。
2.蛋白质数据库：- UniProt：一个综合性的蛋白质数据库，集成了多个蛋白质序列和注释信息资源。
- Protein Data Bank (PDB)：存储大量已解析的蛋白质结构数据的数据库，提供原子级别的结构信息。
- Protein Information Resource (PIR)：收集和整理蛋白质序列、结构和功能信息的数据库。
3.转录组数据库：- NCBI Gene Expression Omnibus (GEO)：存储和共享大量的高通量基因表达数据的数据库。
- ArrayExpress：欧洲生物信息学研究所（EBI）开发的一个基因表达数据库，包含多种生物组织和疾病的表达数据。
4.疾病数据库：- Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM)：记录人类遗传疾病和相关基因的数据库。
- Orphanet：收集和整理罕见疾病和相关基因的数据库。
5.代谢组数据库：- Human Metabolome Database (HMDB)：一个综合性的人类代谢物数据库，包括代谢产物的结构和功能信息。
- Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)：包含多种生物体代谢途径的数据库。
生物信息学蛋白库查询
1、对该段序列进行同源性搜索
首先进入www.espasy.ory 点击进入Resources A..Z 点击如下图
点击BLAST 输入蛋白质序列
搜索得到同源性分析如下3图示：Score分值越大，相似性越高。
E值越小，匹配度越好。
所以蛋白序列应与p04626相似性高匹配度好
二、对该段序列进行基本性质分析：蛋白质的氨基酸组成、等电点、相对分子质量、亲水性、疏水性、消光系数、信号肽、跨膜区域等。
氨基酸组成
等电点、相对分子质量
消光系数
亲水性、疏水性
打开/protscale
如下图（网速慢，读图等好久都读不出来）
TMPred 跨膜区结构预测，打开/software/TMPRED_form.html 输入已知序列
三、分析该段序列的MOTIF
四、对该段序列进行三维结构的分析选择符合条件的一个同源建模
5、分析该序列所代表蛋白的修饰情况、所参与的代谢途径、相互作用的蛋白，以及与疾病的相关性。
蛋白质的修饰后翻译
蛋白质的相互作用
所参与的代谢途径，相关疾病
（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。
请预览后才下载，期待你的好评与关注！）。
ncbi蛋白质序列的二级结构
ncbi蛋白质序列的二级结构
NCBI（National Center for Biotechnology Information）是一个国际知名的生物医学信息数据库，提供了大量的生物学、生物医学和基因组学等相关数据。
在NCBI数据库中，可以通过查询蛋白质的序列标识（如蛋白质的NCBI Accession号码）来获取该蛋白质的相关信息，包括二级结构信息。
获取蛋白质的二级结构信息可以通过以下步骤进行：
1. 在NCBI的主页（https:///）上的搜索栏中输入蛋白质的序列标识，点击搜索按钮进行搜索。
2. 在搜索结果页面中，找到与蛋白质相关的条目，点击进入对应的记录页面。
3. 在记录页面中，可以找到蛋白质的基本信息、序列信息等。
如果该蛋白质的二级结构信息可用，通常会在“Structure”或“3D structure”等部分提供相关链接。
4. 点击相关链接，可以进入蛋白质的二级结构数据库（如PDB，Protein Data Bank）或相关工具网站，以查看该蛋白质的二级结构信息。
需要注意的是，不是所有蛋白质的二级结构信息都可以在NCBI数
据库中直接获取，有些蛋白质可能没有经过结晶和测定结构的报道，或者相关信息尚未被整理和存储在数据库中。
此外，蛋白质的二级结构信息也可以通过其他生物信息学工具和数据库进行预测和推断。
生物大数据技术在生物信息学研究中的重要数据库介绍
生物大数据技术在生物信息学研究中的重要数据库介绍生物信息学是利用生物学、计算机科学和统计学等多个学科的知识和技术研究生物信息的一门交叉学科。
近年来，随着高通量测序技术和大规模实验方法的发展，大量的生物信息数据积累起来，对于科学家来说，如何有效地管理和分析这些生物信息数据成为一项重要的任务。
生物大数据技术应运而生，成为解决这一问题的重要工具之一。
在生物大数据技术的支持下，科学家们逐渐构建了许多重要的数据库，为生物信息学研究提供了丰富的资源。
本文将介绍一些在生物信息学研究中起重要作用的数据库。
1. 基因组数据库基因组数据库是存储各种生物的基因组序列和相关信息的数据库。
其中，NCBI GenBank和ENSEMBL是两个非常重要的基因组数据库。
NCBI GenBank是一个庞大的公共数据库，存储了全球各种生物的基因组序列和其他关联信息。
ENSEMBL则是一个整合了多个数据库的资源，提供了全面的基因组序列和功能注释信息。
这些基因组数据库不仅为科学家们提供了基因组资源和注释信息，还为进一步的基因功能研究提供了重要的支持。
2. 蛋白质数据库蛋白质数据库是存储蛋白质序列和相关信息的数据库。
UniProt是最为知名和广泛使用的蛋白质数据库之一，它整合了多个已知蛋白质数据库的信息，包含了对蛋白质的功能、结构和相互作用等方面的注释。
此外，PDB是存储蛋白质三维结构信息的重要数据库，为研究蛋白质结构和功能提供了宝贵的资源。
蛋白质数据库的建立和维护为研究人员提供了更准确和全面的蛋白质信息，促进了蛋白质研究的深入开展。
3. 转录组数据库转录组数据库存储了各种生物体在特定条件下的转录组信息，包括基因的表达水平、调控网络和功能注释信息等。
GEO和EBI ArrayExpress是两个重要的转录组数据库。
GEO是一个公共数据库，包含了从全基因组水平到单基因水平的转录组数据，研究人员可以通过GEO访问到大量已发布的转录组数据。
EBI ArrayExpress是一个整合了全球转录组数据的资源，为用户提供了数据访问、分析和比较的功能。
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。
生物信息学中常用的数据类型和数据库类型
生物信息学中常用的数据类型和数据库类型
在生物信息学中，常用的数据类型包括：
1. 基因组序列数据：包括DNA和RNA序列的原始数据，如FASTA格式或FASTQ格式。
2. 转录组数据：包括基因表达谱、剪接变异等，如RNA-seq数据。
3. 蛋白质序列数据：包括蛋白质的氨基酸序列，如UniProt数据库。
4. 基因组结构数据：包括基因位置、外显子、内含子等信息。
5. 遗传变异数据：包括SNP、INDEL、CNV等遗传变异信息。
6. 蛋白质结构数据：包括蛋白质的三维空间结构，如PDB数据库。
在生物信息学中，常用的数据库类型包括：
1. 基因组数据库：如NCBI GenBank、ENSEMBL等，存储基因组序列和注释信息。
2. 转录组数据库：如NCBI SRA、ENA等，存储RNA-seq和其他转录组数据。
3. 蛋白质数据库：如UniProt、Swiss-Prot等，存储蛋白质序列和注释信息。
4. 遗传变异数据库：如dbSNP、ClinVar等，存储遗传变异信息。
5. 蛋白质结构数据库：如PDB、CATH等，存储蛋白质的三维结构信息。
6. 功能注释数据库：如GO数据库、KEGG数据库等，存储基因和蛋白质的功能注释信息。
7. 互作数据库：如STRING数据库、BioGRID数据库等，存储基因和蛋白质之
间的相互作用信息。
生物信息学 第4章 蛋白质序列数据库
ftp:///sequin/
EMBL数据库
EMBL建立于1980年，EMBL核苷序列数据库（http:// /embl/）是欧洲主要的核苷序列收集单位，欧洲生物 信息中心EBI（即EMBL在德国海德堡的站点）维护这个数据库
EMBL: European Molecular Biology Laboratory EBI: European Bioinformatics Institute
核苷数据来自基因组测序中心、世界各地的科学家、欧洲专利局、以 及与合作伙伴DDBJ (Japan)和GenBank (USA)交换的数据。
EMBL数据库
DDBJ数据库
日本DNA数据库（DDBJ： www.ddbj.nig.ac.jp ）是在亚洲唯一 的核酸序列数据库，是搜集研究者公认的测定核酸序列的数据 库，并且发放给数据提交者国际认证的核酸序列编号。 由于DDBJ每天将搜集的数据与EMBL-Bank/EBI和 GenBank/NCBI进行交换，使得三个核酸数据库几乎在任何时 候都享有相同数据。
/nuccore/221078348?report=fasta
Genbank格式
Genbank格式
Genbank格式
Genbank格式
电子提交序列到Genbank
两种主要的电子提交途径
1、互联网交互方式的提交 2、软件提交，Sequin
DDBJ主要收集来自日本研究者获得的序列数据，但也收集数据 和发放编号给任何其他国家的研究者。
DDBJ数据库
INSDC
1998年，GenBank、EMBL和DDBJ共同成立了国际 核酸序列数据库协会 （International Nucleotide Sequence Database Collaboration,INSDC） 三大核酸数据库之间每天将新测定或更新的数据进 行交换共享，保证数据信息的完整与同步，每两个 月更新一次版本。 /
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蛋白质
The Central Dogma
生物信息学 （Bioinformatics）
是由生物学和信息科学交 叉融合形成的。包含生物 信息的获取、处理、存储、 发布、分析和解释等各个 方面，它综合运用数学、 生物学、计算机、信息科 学等诸多学科的理论方法 及国际互联网，阐明和解 释大量数据所包含的生物 学意义。
生物信息学的重要组成：
1. 数据库 （DataBase）
《Nucleic Acids Research》杂 志每年的第一期中详细介绍最新 版本的各种数据库。到2013年共 有1512个数据库。
1. 检索工具 (Retrieve Tool)
1. 分析软件 (Analysis Software)
利用在线工具和离线工具分析功 能和结构
5.美国国家生物医学基金会
（National Biomedical Research Foundation, NBRF） 数据库：PIR
6.布鲁克黑文国家实验室
(Brookhaven national laboratory) 数据库：PDB
7. 桑格研究所
（Wellcome Trust Sanger Institute） 数据库：PFAM
SRS FASTA
3.日本国立遗传学研究所
National Institute of Genetics，NIG
DNA Data Bank of Japan（DDBJ）,日本DNA数据库 是日本遗传学各方面研究的中心研究机构及生命科学所有
领域的研究基地。（亚洲） 工具：
DBGET SEARCH KEGG
• TREMBL – Translation of mRNAs (RefSeq), UniGene, open reading frames (ORFs) and predicted genes from genomes – Automatic annotations
• EMBL => EBI Protein databases – Clusters – Interpro linked to domain and motif databases (CATH , PANTHER , PRINTs, PROSITE, pFAM, PIRSF, PRODOM, SCOP, SMART, SUPERFAMILY) – Intron-exon structure and links to ORFs, coding regions – UniProt - Universal Protein Resource
• NCBI Protein Database – Protein and nrPRO database SwissProt, PIR and translated genes/genomes – Protein Clusters Database (prokaryotic) and COGS and KOGS – Linked to coding regions and intron/exon structure – Linked to coding SNPs and variations databases – Linked to MMDSB structure database – Linked to 3D domains – Linked to CDD Conserved Domain Database
• SwissProt (EXPASY site) – Amos Bairoch – Manual curation and annotation – Highly cross-referenced – Many useful analytical tools (EXPASY Tools) – 2D-PAGE and Mass Spectrometry databases – Prosite functional motif database – UniProt - Universal Protein Resource
国际生物信息研究的主要机构
1. 美国国家生物技术信息中心
National Center for Biotechnology Information， NCBI
GenBank和Pubmed等公共数据库 美国国家医学图书馆(NLM)的一部分(该图书馆是美国国 家卫生研究所NIH的一部分).(美洲) 工具：
• National Biomedical Research Foundation (NBRF) => Protein Identification Resource (PIR) – Margaret Dayhoff – Atlas of Protein Sequences – Phylogenies, evolution, amino acid substitution matrices (PAM) and discovering active sites in enzymes – PIR SF Evolutionary Family , iProClass Functional site analysis and ontologies , iProLink to literature – UniProt - Universal Protein Resource
BIOINFORMATICS OF PROTEIN
一、重要的蛋白质数据库
➢ 蛋白质序列数据库 ➢ 蛋白质三维结构数据库 ➢ 蛋白质组数据库（二维凝胶电泳数据库） ➢ 信号传导及蛋白质-蛋白质相互作用相关数据库 ➢ 蛋白质和DNA相互作用数据库
Protein Sequence Databases (Historical Order)
三大核酸数据库
NIG建立的日本DNA数据库（DDBJ）、欧洲 EBI 维 护 的 EMBL 核 酸 序 列 数 据 库 ， 以 及 美 国 NCBI的GenBank数据库，并列为国际上最著 名的三大核酸数据库。
4.瑞士生物信息研究所
（Swiss Institute of Bioinformatics，SIB） 数据库：SWISS-PROT
Entrez BLAST
2.欧洲生物信息学研究所
European Bioinformatics Institute，EBI
European Molecular Biology Laboratory（EMBL）数 据库等。 1992年由欧盟资助建立在英国的一个非盈利性学术机构， 也是生物信息学研究与服务的欧洲中心。（欧洲） 工具：