动物毒素数据库的建立与质谱数据提取方法研究

摘要

蛋白质是人体各项生理功能的参与者和执行者,对蛋白质结构、功能和调控机制的研究将有助于直接阐释千百年来生命体为适应环境的变化而形成的运行机制和规律。为人类研究生命的起源、进化、疾病治疗等提供最直接的依据。与此同时蛋白质本身的存在形式、相互之间的调控规律、空间结构以及相互作用等,作为蛋白质研究中的基本问题,也都依赖于对蛋白质直接而深入的研究。本论文通过生物信息学的方法,对动物多肽毒素整理与归纳,建立的当今世界最大动物毒素数据库ATDB的过程,同时讨论了新的策略构建质谱原始数据提取算法对蛋白质鉴定的影响。
　　 动物毒素数据库(Animal Toxin Database/ATDB)的建立:动物多肽毒素大体上通过以下两种途径得到:(1)提取动物毒腺内mRNA,通过对mRNA序列的翻译和表达后,经蛋白质测序得到；(2)提取有毒动物粗毒,经分离纯化得到纯品后经蛋白质测序得到。通过几十年的深入研究,多种类型的动物毒素数据发表在许多文章中,其中包括毒素序列、结构、分子动力学特征以及功能信息等多种相关信息,但它们绝大部分都零散的出现,而且它们的各项特性没有形成统一的描述,这样既不利于对动物毒素形成相对统一的认识,也不便于研究者的查找与分析,动物毒素数据库(ATDB)就是在此背景下建立的。其贡献不仅仅在于将零散的数据集中,而且在收集整理的同时针对动物多肽毒素以及其重要的靶标分子的各项特征建立了一套通用的描述词汇,对动物毒素以及离子通道进行了严格的描述,从而避免了相互之间混淆,是全球第一套针对动物毒素分子和靶标分子的注释词汇。通过对动物多肽毒素和靶标分子的注释,本论文对它们之间的相互作用关系进行了梳理,最终构建了它们的相互作用网络并绘制成图。这大大地提高了动物多肽毒素数据的直观性和可读性,为动物多肽毒素研究者提供了一个宏观而全面的平台。
　　 质谱数据的提取方法研究:使用质谱技术进行高通量蛋白质鉴定已成为当前实验室鉴定蛋白质的常规方法和基本手段,通过测量蛋白质酶解后及碰撞碎裂后肽段的质量,通过检索已知蛋白质数据库的信息来鉴定蛋白质。在此过程中,数据处理软件需要处理质谱所产生的原始数据,经解析和过滤生成肽段质量列表,再进行搜库,因此肽段质量列表的质量将直接决定搜库结果。数据处理软件所需算法一直以来都是由国外质谱仪器的产商提供,我们也一直依赖这些程序来处理。在国内暂无人做过这一方面的尝试,在此背景下本论文系统通过新的数据提取策略来提高肽段质谱列表的质量,以期达到提高蛋白质鉴定数量的目的。经实验证明运用新策略构建的算法能更有效的提高蛋白质鉴定率。

目录

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缩写表

第一章 绪论

1.1 生物信息学的形成和发展

1.2 生物信息学应用领域

1.3 生物信息学发展方向

1.4 本研究目的和意义.

第二章 动物毒素数据库的建立

2.1 动物毒素数据库研究背景

2.2 数据库构建

2.2 网站开发

2.3 应用示例

2.4 小结

第三章 质谱数据提取算法研究

3.1 质谱技术概述

3.2 质谱数据提取算法分析

3.3 实验验证

3.3.1 材料与方法

3.3.2 结果

3.4 讨论及分析:

3.5 小结

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