基本信息
- 項目名稱：
- GBP Finder生物信息學軟件
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 我們將生物信息學、糖組學、數學建模和計算機科學結合在一起，建立了集合求交的數學模型，編制出糖結合蛋白分析軟件GBP Finder，功能包括：（1）預測該蛋白質是否為糖結合蛋白，如果是則判斷其來源并對其進行分類，還可查詢其相應特點。（2）查詢糖結合蛋白的分類、屬性，標注該糖結合蛋白的糖識別結構域CRD、糖基化位點在氨基酸序列中的分布，用不同的顏色進行明確注釋。（3）分類研究各個類型的糖結合蛋白。
- 詳細介紹：
- 糖結合蛋白（GBP）在生物學發(fā)展過程中扮演著十分重要的角色。為了分析在糖生物學研究中產生的大量數據，我們建立了數學模型，并開發(fā)出相應分析軟件。同時建立了糖結合蛋白的生物學特性數據庫，在實驗及數據分析過程中具有重要作用。 我們將生物信息學、糖組學、數學建模和計算機科學結合在一起，建立了集合求交的數學模型，采用了點陣法、序列比對矩陣（包括Dayhoff氨基酸替換矩陣（percent accepted matrix or mutation data matrix）和BLOSUM62矩陣）、Needleman-Wunsch動態(tài)規(guī)劃算法等數學方法。以NCBI（美國國立生物信息中心）和CFG（歐洲功能糖組學論壇）數據庫中擁有的GBP序列信息為基礎，開發(fā)出軟件。 GBP Finder生物信息學軟件分為兩個功能模塊，可執(zhí)行的功能包括： 第一，預測該蛋白質是否為糖結合蛋白，如果是則判斷其來源并對其進行分類，還可查詢其相應特點。 第二，查詢糖結合蛋白的分類、屬性，標注該糖結合蛋白的糖識別結構域CRD、糖基化位點在氨基酸序列中的分布，用不同的顏色進行明確注釋。 第三，分類研究各個類型的糖結合蛋白。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 一、設計目的 糖生物學在研究過程中產生了大量數據，糖結合蛋白的研究發(fā)展相對較慢。我們希望于建立數學模型，選擇或設計相應的算法，通過計算機來分析數據。 二、基本思路： 該研究項目是將糖組學的生物問題，抽象歸納成一個數學模型，開發(fā)糖結合蛋白預測程序。 糖結合蛋白的特有一級氨基酸序列模體是我們的研究基礎。例如肝素（GAG）結合蛋白，具有一般模體結構，如XBBXBX，XBBBXXBX或TXXBXXTBXXXTBB，是我們設計程序的基礎。 三、創(chuàng)新點： （1）前沿性：目前國內外尚無應用于GBP預測的相關軟件。（2）交叉學科：合理的將生物信息學、糖組學、數學建模和計算機科學結合在一起，建立數學模型研究糖結合蛋白。（3）快捷性：對于海量數據的處理提供了很大的方便。（4）預見性: 此程序可以根據一級氨基酸序列對糖結合蛋白進行多方面預測，包括其獨特的序列模體、糖基化位點等。 四、關鍵技術 (1)國際上研究成果相對較少。國內缺少相關文獻資料。我們在研究該課題時，需要掌握GBP的特性，這就需要我們查閱英文權威文獻和資料。 (2)我們引入數學建模的方法，將復雜問題抽象化并簡化，把對GBP的研究轉化為對一個模型的求解。 (3)通過VC++6.0平臺開發(fā)軟件，具備可操作性強、界面設計人性化等特點。 五、技術指標 使用NCBI（美國國立生物信息中心）和CFG（歐洲功能糖組學協(xié)會）驗證了軟件的準確性，給生物信息學和糖蛋白質組學研究者提供一個可以信賴的數據分析平臺。
科學性、先進性
- 由于糖結合蛋白的研究研究數據較為復雜，使研究者不能及時全面的對以前的研究成果進行準確的把握和應用，從而阻礙了糖結合蛋白研究進一步發(fā)展。為了方便更多研究者，為了推動糖結合蛋白研究的更快發(fā)展，迫切需要對前人的研究成果進行總結，建立糖結合蛋白的生物學特性的數據庫，并能實現對未知糖結合蛋白生物學特性的預測。 本軟件將糖組學的生物問題，抽象歸納成一個數學模型建立糖結合蛋白預測程序。該軟件通過輸入一組蛋白質氨基酸序列，運行實現以下兩項功能： 第一，預測該蛋白質是否為糖結合蛋白，如果是則判斷其來源并對其進行分類，還可查詢其相應特點。 第二，查詢糖結合蛋白的分類、屬性，標注該糖結合蛋白的糖基化位點在氨基酸序列中的分布，用不同的顏色進行明確注釋。 當然，本軟件還在進行相應的研發(fā)升級，功能將不局限于現有的兩大方面，本組正在研發(fā)預測糖結合蛋白的可能空間構型，可將構像圖的預測完善在本軟件中。同時，本軟件的數據庫也在更新升級中，可大大方便使用者的查詢，盡請期待
獲獎情況及鑒定結果
- （1）目前，我們已經獲得了軟件的著作權。 軟件名稱：糖結合蛋白發(fā)現者軟件（GBP FinderV1.0）； 登記號：2010SR061867 （2）參加2010年全國糖生物學學術會議，以墻報形式展示研究成果，獲專家肯定； （3）一篇學術論文被全國糖生物學學術會議收錄； 王然,孟飛,李錚 等.利用生物信息技術預測糖結合蛋白結構的程序[A].2010年全國糖生物學學術會議論文摘要[C].東北師范大學,2010：70.
作品所處階段
- 公開發(fā)布，在功能糖組學實驗室網站。
技術轉讓方式
- 計算機軟件著作權
作品可展示的形式
- 磁盤；現場演示；圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 糖結合蛋白（GBP）在生物學發(fā)展過程中扮演著十分重要的角色。近幾十年對糖結合蛋白研究是通過科學實驗的方法對其化學生物學性質進行了深入的研究，取得了很多成果，得到了大量的實驗數據和理論，為科學界作出了重大貢獻。但由于糖結合蛋白的研究數據較為復雜，使研究者不能及時全面的對以前的研究成果進行準確的把握和應用，從而阻礙了糖結合蛋白研究進一步發(fā)展。為了方便更多研究者，為了推動糖結合蛋白研究的更快發(fā)展，迫切需要對前人的研究成果進行總結，建立糖結合蛋白的生物學特性的數據庫，并能實現對未知糖結合蛋白生物學特性的預測。 我們的軟件GBP Finder的誕生，對于GBP的分析研究提供了一個平臺，能有效迅速的分析大量的數據。目前軟件公布于我們功能糖組學實驗室的網站，免費面向全球糖生物學研究工作者。有很大的應用前景。
同類課題研究水平概述
- 一、國外研究的現狀: 國外對于糖生物學，主要涉及以下幾個前瞻方面: （1)糖與信號轉導，包含有糖介導的細胞識別，糖鞘脂與信息傳遞； （2）糖與植物的病理防御； （3)糖生物學對酶學研究的影響； （4）糖組學—后基因組學和蛋白質組學的延伸。 同時，國外非常注重生物芯片生物信息學軟件的開發(fā)，目前已有相當多的公司和研究機構在研究開發(fā)、推廣和銷售生物芯片方面的軟件產品，這可在網址： 上找到所有公開發(fā)布的生物芯片生物信息學軟件。 但是，到目前為止還未開發(fā)關于GBP預測方面的軟件。 二、國內研究的現狀: 在生物芯片生物信息學軟件的開發(fā)方面存在著相當大的空缺，在GBP一方面幾乎沒有成型的可以應用的軟件。而且目前對生物信息學軟件開發(fā)與研究也很少。
