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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- GBP Finder生物信息學(xué)軟件
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 我們將生物信息學(xué)、糖組學(xué)、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合在一起，建立了集合求交的數(shù)學(xué)模型，編制出糖結(jié)合蛋白分析軟件GBP Finder，功能包括：（1）預(yù)測該蛋白質(zhì)是否為糖結(jié)合蛋白，如果是則判斷其來源并對(duì)其進(jìn)行分類，還可查詢其相應(yīng)特點(diǎn)。（2）查詢糖結(jié)合蛋白的分類、屬性，標(biāo)注該糖結(jié)合蛋白的糖識(shí)別結(jié)構(gòu)域CRD、糖基化位點(diǎn)在氨基酸序列中的分布，用不同的顏色進(jìn)行明確注釋。（3）分類研究各個(gè)類型的糖結(jié)合蛋白。
- 詳細(xì)介紹：
- 糖結(jié)合蛋白（GBP）在生物學(xué)發(fā)展過程中扮演著十分重要的角色。為了分析在糖生物學(xué)研究中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，我們建立了數(shù)學(xué)模型，并開發(fā)出相應(yīng)分析軟件。同時(shí)建立了糖結(jié)合蛋白的生物學(xué)特性數(shù)據(jù)庫，在實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析過程中具有重要作用。 我們將生物信息學(xué)、糖組學(xué)、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合在一起，建立了集合求交的數(shù)學(xué)模型，采用了點(diǎn)陣法、序列比對(duì)矩陣（包括Dayhoff氨基酸替換矩陣（percent accepted matrix or mutation data matrix）和BLOSUM62矩陣）、Needleman-Wunsch動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法等數(shù)學(xué)方法。以NCBI（美國國立生物信息中心）和CFG（歐洲功能糖組學(xué)論壇）數(shù)據(jù)庫中擁有的GBP序列信息為基礎(chǔ)，開發(fā)出軟件。 GBP Finder生物信息學(xué)軟件分為兩個(gè)功能模塊，可執(zhí)行的功能包括： 第一，預(yù)測該蛋白質(zhì)是否為糖結(jié)合蛋白，如果是則判斷其來源并對(duì)其進(jìn)行分類，還可查詢其相應(yīng)特點(diǎn)。 第二，查詢糖結(jié)合蛋白的分類、屬性，標(biāo)注該糖結(jié)合蛋白的糖識(shí)別結(jié)構(gòu)域CRD、糖基化位點(diǎn)在氨基酸序列中的分布，用不同的顏色進(jìn)行明確注釋。 第三，分類研究各個(gè)類型的糖結(jié)合蛋白。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、設(shè)計(jì)目的 糖生物學(xué)在研究過程中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，糖結(jié)合蛋白的研究發(fā)展相對(duì)較慢。我們希望于建立數(shù)學(xué)模型，選擇或設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法，通過計(jì)算機(jī)來分析數(shù)據(jù)。 二、基本思路： 該研究項(xiàng)目是將糖組學(xué)的生物問題，抽象歸納成一個(gè)數(shù)學(xué)模型，開發(fā)糖結(jié)合蛋白預(yù)測程序。 糖結(jié)合蛋白的特有一級(jí)氨基酸序列模體是我們的研究基礎(chǔ)。例如肝素（GAG）結(jié)合蛋白，具有一般模體結(jié)構(gòu)，如XBBXBX，XBBBXXBX或TXXBXXTBXXXTBB，是我們設(shè)計(jì)程序的基礎(chǔ)。 三、創(chuàng)新點(diǎn)： （1）前沿性：目前國內(nèi)外尚無應(yīng)用于GBP預(yù)測的相關(guān)軟件。（2）交叉學(xué)科：合理的將生物信息學(xué)、糖組學(xué)、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合在一起，建立數(shù)學(xué)模型研究糖結(jié)合蛋白。（3）快捷性：對(duì)于海量數(shù)據(jù)的處理提供了很大的方便。（4）預(yù)見性: 此程序可以根據(jù)一級(jí)氨基酸序列對(duì)糖結(jié)合蛋白進(jìn)行多方面預(yù)測，包括其獨(dú)特的序列模體、糖基化位點(diǎn)等。 四、關(guān)鍵技術(shù) (1)國際上研究成果相對(duì)較少。國內(nèi)缺少相關(guān)文獻(xiàn)資料。我們在研究該課題時(shí)，需要掌握GBP的特性，這就需要我們查閱英文權(quán)威文獻(xiàn)和資料。 (2)我們引入數(shù)學(xué)建模的方法，將復(fù)雜問題抽象化并簡化，把對(duì)GBP的研究轉(zhuǎn)化為對(duì)一個(gè)模型的求解。 (3)通過VC++6.0平臺(tái)開發(fā)軟件，具備可操作性強(qiáng)、界面設(shè)計(jì)人性化等特點(diǎn)。 五、技術(shù)指標(biāo) 使用NCBI（美國國立生物信息中心）和CFG（歐洲功能糖組學(xué)協(xié)會(huì)）驗(yàn)證了軟件的準(zhǔn)確性，給生物信息學(xué)和糖蛋白質(zhì)組學(xué)研究者提供一個(gè)可以信賴的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 由于糖結(jié)合蛋白的研究研究數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，使研究者不能及時(shí)全面的對(duì)以前的研究成果進(jìn)行準(zhǔn)確的把握和應(yīng)用，從而阻礙了糖結(jié)合蛋白研究進(jìn)一步發(fā)展。為了方便更多研究者，為了推動(dòng)糖結(jié)合蛋白研究的更快發(fā)展，迫切需要對(duì)前人的研究成果進(jìn)行總結(jié)，建立糖結(jié)合蛋白的生物學(xué)特性的數(shù)據(jù)庫，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)未知糖結(jié)合蛋白生物學(xué)特性的預(yù)測。 本軟件將糖組學(xué)的生物問題，抽象歸納成一個(gè)數(shù)學(xué)模型建立糖結(jié)合蛋白預(yù)測程序。該軟件通過輸入一組蛋白質(zhì)氨基酸序列，運(yùn)行實(shí)現(xiàn)以下兩項(xiàng)功能： 第一，預(yù)測該蛋白質(zhì)是否為糖結(jié)合蛋白，如果是則判斷其來源并對(duì)其進(jìn)行分類，還可查詢其相應(yīng)特點(diǎn)。 第二，查詢糖結(jié)合蛋白的分類、屬性，標(biāo)注該糖結(jié)合蛋白的糖基化位點(diǎn)在氨基酸序列中的分布，用不同的顏色進(jìn)行明確注釋。 當(dāng)然，本軟件還在進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)升級(jí)，功能將不局限于現(xiàn)有的兩大方面，本組正在研發(fā)預(yù)測糖結(jié)合蛋白的可能空間構(gòu)型，可將構(gòu)像圖的預(yù)測完善在本軟件中。同時(shí)，本軟件的數(shù)據(jù)庫也在更新升級(jí)中，可大大方便使用者的查詢，盡請(qǐng)期待
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- （1）目前，我們已經(jīng)獲得了軟件的著作權(quán)。 軟件名稱：糖結(jié)合蛋白發(fā)現(xiàn)者軟件（GBP FinderV1.0）； 登記號(hào)：2010SR061867 （2）參加2010年全國糖生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議，以墻報(bào)形式展示研究成果，獲專家肯定； （3）一篇學(xué)術(shù)論文被全國糖生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議收錄； 王然,孟飛,李錚 等.利用生物信息技術(shù)預(yù)測糖結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)的程序[A].2010年全國糖生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C].東北師范大學(xué),2010：70.
作品所處階段
- 公開發(fā)布，在功能糖組學(xué)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)
作品可展示的形式
- 磁盤；現(xiàn)場演示；圖片
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 糖結(jié)合蛋白（GBP）在生物學(xué)發(fā)展過程中扮演著十分重要的角色。近幾十年對(duì)糖結(jié)合蛋白研究是通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)其化學(xué)生物學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究，取得了很多成果，得到了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論，為科學(xué)界作出了重大貢獻(xiàn)。但由于糖結(jié)合蛋白的研究數(shù)據(jù)較為復(fù)雜，使研究者不能及時(shí)全面的對(duì)以前的研究成果進(jìn)行準(zhǔn)確的把握和應(yīng)用，從而阻礙了糖結(jié)合蛋白研究進(jìn)一步發(fā)展。為了方便更多研究者，為了推動(dòng)糖結(jié)合蛋白研究的更快發(fā)展，迫切需要對(duì)前人的研究成果進(jìn)行總結(jié)，建立糖結(jié)合蛋白的生物學(xué)特性的數(shù)據(jù)庫，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)未知糖結(jié)合蛋白生物學(xué)特性的預(yù)測。 我們的軟件GBP Finder的誕生，對(duì)于GBP的分析研究提供了一個(gè)平臺(tái)，能有效迅速的分析大量的數(shù)據(jù)。目前軟件公布于我們功能糖組學(xué)實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)站，免費(fèi)面向全球糖生物學(xué)研究工作者。有很大的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 一、國外研究的現(xiàn)狀: 國外對(duì)于糖生物學(xué)，主要涉及以下幾個(gè)前瞻方面: （1)糖與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，包含有糖介導(dǎo)的細(xì)胞識(shí)別，糖鞘脂與信息傳遞； （2）糖與植物的病理防御； （3)糖生物學(xué)對(duì)酶學(xué)研究的影響； （4）糖組學(xué)—后基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的延伸。 同時(shí)，國外非常注重生物芯片生物信息學(xué)軟件的開發(fā)，目前已有相當(dāng)多的公司和研究機(jī)構(gòu)在研究開發(fā)、推廣和銷售生物芯片方面的軟件產(chǎn)品，這可在網(wǎng)址： 上找到所有公開發(fā)布的生物芯片生物信息學(xué)軟件。 但是，到目前為止還未開發(fā)關(guān)于GBP預(yù)測方面的軟件。 二、國內(nèi)研究的現(xiàn)狀: 在生物芯片生物信息學(xué)軟件的開發(fā)方面存在著相當(dāng)大的空缺，在GBP一方面幾乎沒有成型的可以應(yīng)用的軟件。而且目前對(duì)生物信息學(xué)軟件開發(fā)與研究也很少。
