《生物信息學(xué)》課件+緒論

1、生物信息學(xué)二十世紀(jì)-物理世紀(jì)胡克霍金推動人類文明的重要發(fā)明:蒸汽機(jī)：推動了整個工業(yè)革命的發(fā)展汽車：載著時代向前奔駛原子彈：毀滅地球的潘朵拉盒子登月：人類航天史上邁出一大步推動人類文明的重要發(fā)明:電話：掀開人類通訊史的新篇章電視：人類自己創(chuàng)造的“千里眼”電腦：人類未來的希望因特網(wǎng)：使世界變成“地球村”二十一世紀(jì)-生物世紀(jì)世紀(jì)是生命科學(xué)的時代利用基因技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)擺上了普通百姓的餐桌；基因療法已經(jīng)開始挽救患者的生命；克隆技術(shù)的重大突破，已使動物的復(fù)制成為可能。人類數(shù)千年來的夢想正隨著生命科學(xué)的發(fā)展逐一實(shí)現(xiàn)，隨著物理學(xué)世紀(jì)讓位于生命科學(xué)世紀(jì)，世界還將會有更多的奇跡出現(xiàn)。轉(zhuǎn)基因技術(shù):克隆技術(shù)

2、黃禹錫克隆狗“斯納皮 Snuppy”，a Seoul National University puppy（一只漢城大學(xué)的小狗）。 生命奧秘非編碼區(qū)功能研究 What is the total number of human genes? 28,0004,000 Only 1.1% of the genome is spanned by exons, whereas 24% is in introns, with 75% of the genome being intergenic DNA. One of the largest challenges is identifying the unk

3、nown functions that almost certainly exist in much of the “junk” DNA. 重復(fù)序列在基因組中的比例Human 45% Arabidopsis 11%C. elegans 7% D. melanogaster 3%生物學(xué)與信息科學(xué)是當(dāng)今世界上發(fā)展最迅速、影響最大的兩門科學(xué)。 而這兩門科學(xué)的交叉融合形成了廣義的生物信息學(xué)（bioinformatics）。生命現(xiàn)象是在信息控制下不同層次上的物質(zhì)、能量與信息的交換與傳遞過程，不同層次是指核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)、整體等。什么是生物信息學(xué)？生物信息學(xué)是一門新興的生物學(xué)與信息科學(xué)

4、交叉學(xué)科，它是一個包含著基因組信息的獲取、處理、存儲、分配 、分析和解釋的所有方面學(xué)科領(lǐng)域。 廣義生物信息學(xué):一、生物的遺傳信息 DNARNA蛋白質(zhì)，遺傳信息轉(zhuǎn)錄翻譯，遺傳信息生物信息學(xué)。廣義生物信息學(xué):二、生命活動的調(diào)控 基因的表達(dá)和調(diào)控、蛋白的結(jié)構(gòu)、功能和調(diào)控細(xì)胞活動（分化、發(fā)育、衰老、死亡），組織、器官、系統(tǒng)、整體活動的調(diào)控節(jié)律、生物鐘、分蘗、生長、開花、結(jié)果、營養(yǎng)的吸收、傳輸、轉(zhuǎn)化、對外界信號的反應(yīng)：含羞草、抗逆性。 廣義生物信息學(xué):三、生物電磁學(xué)與電磁生物學(xué) 生物電磁學(xué)：生命活體在不同層次（電子、離子、原子、基因、細(xì)胞、組織、整體等）的活動和不同屬性（包括思維、精神）活動時以及和外界

5、環(huán)境（生命體周圍直至宇宙）相互作用時反映出來的各種電磁信息。人體的電磁輻射（包括發(fā)光）：頻率、強(qiáng)度、頻譜。人體信號的調(diào)制方式：調(diào)幅、調(diào)頻、編碼。電磁生物學(xué)：電磁輻射對生物體的影響，電磁場導(dǎo)致DNA突變，體內(nèi)細(xì)胞電離、極化狀態(tài)變化導(dǎo)致疾病。 廣義生物信息學(xué):四、視覺系統(tǒng)與光信息處理 視網(wǎng)膜神經(jīng)元回路與信息處理、彩色視覺及彩色圖像的編碼、變換機(jī)制、眼動成象機(jī)制及寬視場、消色差動態(tài)成象系統(tǒng)、視覺認(rèn)知機(jī)制及其圖像信息的智能模式識別、不同狀態(tài)立體視覺機(jī)制和靜態(tài)、動態(tài)立體視銳度。廣義生物信息學(xué):五、腦和神經(jīng)系統(tǒng)與信息腦的感知覺信息處理原理及其應(yīng)用，學(xué)習(xí)、記憶、思維，邏輯思維和形象思維，思維模型與信息處理系

6、統(tǒng)新原理的研究，新的計(jì)算模型、新型計(jì)算機(jī)、 如：神經(jīng)計(jì)算機(jī)。廣義生物信息學(xué):六、生物體結(jié)構(gòu)與微光機(jī)電系統(tǒng) DNA驅(qū)動的微細(xì)機(jī)器人，生物大分子到細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)體系的自組裝、自組織，創(chuàng)造新物質(zhì)的分子工程學(xué)研究，分子聚集體的化學(xué)。廣義生物信息學(xué):七、生物信息技術(shù)生物信息技術(shù)包含生物序列信息、基因表達(dá)信息、基因調(diào)控信息、細(xì)胞間調(diào)控信息等檢測技術(shù)。如納米生物技術(shù)將納米技術(shù)和生物技術(shù)相集成，在生物醫(yī)學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。在生物芯片、分子馬達(dá)、生物探針、納米生物材料等方面迅速發(fā)展 。目前一般意義的生物信息學(xué)是基因?qū)哟蔚纳镄畔W(xué)基因?qū)哟蔚纳镄畔W(xué)是近年來發(fā)展并完善起來的交叉學(xué)科。這門

7、學(xué)科是綜合運(yùn)用生物學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、信息科學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等諸多學(xué)科的理論方法的嶄新交叉學(xué)科。 近年來隨著快速序列測定、基因重組、多維核磁共振、同步輻射、機(jī)器人等技術(shù)的應(yīng)用，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)呈爆炸趨勢增長，進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時代。同時計(jì)算機(jī)和國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使對大規(guī)模數(shù)據(jù)的貯存、處理和傳輸成為可能 。現(xiàn)在某一實(shí)驗(yàn)室的基因研究成果一旦進(jìn)入生物信息網(wǎng)絡(luò)便為全球科學(xué)家所共享。生物信息學(xué)是內(nèi)涵非常豐富的學(xué)科，生物信息學(xué)是把基因組DNA序列信息分析作為源頭，在獲得了蛋白質(zhì)編碼區(qū)的信息之后進(jìn)行蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)模擬和預(yù)測，然后依據(jù)特定蛋白質(zhì)的功能進(jìn)行分析處理。 生物信息學(xué)現(xiàn)狀和重要研究方向從美國的三個國家計(jì)劃說起：

8、曼哈頓計(jì)劃；阿婆羅計(jì)劃；人類基因組計(jì)劃。 破譯人類遺傳密碼就要讀懂由31億符號組成的100萬頁的“天書”How many characters are in the “Heaven Book”? 3*109 10,000 books 1 book 100 pages 1 page 3,000 characters CCGGTCTCCCCGCCCGCGCGCGAAGTAAAGGCCCAGCGCAGCCCGCGCTCCTGCCCTGGGGCCTCGTCTTTCTCCAGGAAAACGTGGACCGCTCTCCGCCGACAGTCTCTTCCACAGACCCCTGTCGCCTTCGCCCCCCGGT

9、CTCTTCCGGTTCTGTCTTTTCGCTGGCTCGATACGAACAAGGAAGTCGCCCCCAGCGAGCCCCGGCTCCCCCAGGCAGAGGCGGCCCCGGGGGCGGAGTCAACGGCGGAGGCACGCCCTCTGTGAAAGGGCGGGGCATGCAAATTCGAAATGAAAGCCCGGGAACGCCGAAGAAGCACGGGTGTAAGATTTCCCTTTTCAAAGGCGGGAGAATAAGAAATCAGCCCGAGAGTGTAAGGGCGTCAATAGCGCTGTGGACGAGACAGAGGGAATGGGGCAAGGAGCGAGGCTGGGGCTCTCA

10、CCGCGACTTGAATGTGGATGAGAGTGGGACGGTGACGGCGGGCGCGAAGGCGAGCGCATCGCTTCTCGGCCTTTTGGCTAAGATCAAGTGTAGTATCTGTTCTTATCAGTTTAATATCTGATACGTCCTCTATCCGAGGACAATATATTAAATGGATTGATCAATCCGCTTCAGCCTCCCGAGTAGCTGGGACTACAGACGGTGCCATCACGCCCAGCTCATTGTTGATTCCCGCCCCCTTGGTAGAGACGGGATTCCGCTATATTGCCTGGGCTGGTGTCGAACTCATAGAACAAAGGA

11、TCCTCCCTCCTGGGCCTGGGCGTGGGCTCGCAAAACGCTGGGATTCCCGGATTACAGGCGGGCGCACCACACCAGGAGCAAACACTTCCGGTTTTAAAAATTCAGTTTGTGATTGGCTGTCATTCAGTATTATGCTAATTAAGCATGCCCGGTTTTAAACCTCTTAAAACAACTTTTAAAATTACCTTTCCACCTAAAACGTTAAAATTTGTCAAGTGATAATATTCGACAAGCTGTTATTGCCAAACTATTTTCCTATTTGTTTCCTAATGGCATCGGAACTAGCGAAAGTTTCTCGCC

12、ATCAGTTAAAAGTTTGCGGCAGATGTAGACCTAGCAGAGGTGTGCGAGGAGGCCGTTAAGACTATACTTTCAGGGATCATTTCTATAGTGTGTTACTAGAGAAGTTTCTCTGAACGTGTAGAGCACCGAAAACCACGAGGAAGAGAGGTAGCGTTTTCATCGGGTTACCTAAGTGCAGTGTCCCCCCTGGCGCGCAATTGGGAACCCCACACGCGGTGTAGAAATATATTTTAAGGGCGCG (1250 characters) 從DNA的序列數(shù)據(jù)到蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)FROM SEQUENCE DATA OF

13、DNA TO 3D-STRUCTURE OF PROTEIN gene (coding regions, exons) primary sequence of protein 3D-structure of protein biological function “Junk DNA” (uncoding regions, 98% of human genome) One of the largest challenges is identifying the unknown functions that almost certainly exist in much of the “junk”

14、DNA. ? 生物信息學(xué)是把基因組DNA序列信息分析作為源頭，破譯隱藏在DNA序列中的遺傳語言，特別是非編碼區(qū)的實(shí)質(zhì)；同時在發(fā)現(xiàn)了新編碼基因信息之后進(jìn)行蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)模擬和預(yù)測。核 心 基因組信息學(xué)，包括基因組信息的獲取、處理、存儲、分配、分析和解釋。 基因組信息學(xué)的關(guān)鍵“讀懂”基因組的核苷酸順序，即全部基因在染色體上的確切位置以及各DNA片段的功能；同時在發(fā)現(xiàn)了新基因信息之后進(jìn)行功能分析。如果是編碼基因，針對蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)模擬和預(yù)測，然后依據(jù)特定蛋白質(zhì)的功能進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)。了解基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)理生物信息學(xué)的重要內(nèi)容，根據(jù)生物分子在基因調(diào)控中的作用，描述人類疾病診斷、治療的內(nèi)在規(guī)律。 生物信息學(xué)

15、的研究目標(biāo)揭示“基因組信息結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及遺傳語言的根本規(guī)律”。它是當(dāng)今自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域中“基因組”、“信息結(jié)構(gòu)”和“復(fù)雜性”這三個重大科學(xué)問題的有機(jī)結(jié)合。 近來的研究表明基因組不僅是基因的簡單排列，它有其特有的組織結(jié)構(gòu)和信息結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是在長期的演化過程中產(chǎn)生的，也是基因發(fā)揮其功能所必須的。弄清楚生物體基因組特有的組織結(jié)構(gòu)和信息結(jié)構(gòu)，是了解生命遺傳規(guī)律的關(guān)鍵。The distribution of mouse homology genes in the human chromosome (Data from GenBank，Coordinate by R.S.Chen)* genes

16、in this No. chromosome of distribution of mouse homology genes mouse in human chromosome 1 1、2、5、6、8、13、18 2 2、7、9、10、11、15、20 3 1、3、4、8 4 1、6、8、9 5 1、4、7、12、13、18、22 6 2、3、7、10、12 7 6、10、11、15、16、19 8 1、4、8、13、16、19 9 3、6、11、15、19 10 6、10、12、19、21、22 11 2、5、7、16、17、22 12 2、7、14 13 1、5、6、7、9、15、17 1

17、4 3、8、10、13、14、X 15 5、8、12、22 16 3、8、16、21、22 17 6、16、19、21 18 5、10、18 19 9、10、11、X X X*白血病染色體交換-費(fèi)城染色體生物信息學(xué)重要科學(xué)研究內(nèi)容一、大規(guī)?；蚪M測序中的信息分析 大規(guī)模測序是基因組研究的最基本任務(wù)，它的每一個環(huán)節(jié)都與信息分析緊密相關(guān)。從測序儀的光密度采樣與分析、堿基讀出、載體標(biāo)識與去除、拼接與組裝、填補(bǔ)序列間隙、到重復(fù)序列標(biāo)識、閱讀框預(yù)測和基因標(biāo)注的每一步都是緊密依賴基因組信息學(xué)的軟件和數(shù)據(jù)庫的。二、生物信息的收集、存儲、管理與提供 建立國際基本生物信息庫和生物信息傳輸?shù)膰H聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；建立生物

18、信息數(shù)據(jù)質(zhì)量的評估與檢測系統(tǒng)；生物信息的在線服務(wù)；生物信息可視化和專家系統(tǒng)。 建立數(shù)據(jù)庫是生物信息學(xué)的重要內(nèi)容，當(dāng)前在Internet上可找到的各種數(shù)據(jù)庫幾乎覆蓋了生命科學(xué)的各個領(lǐng)域。核酸序列數(shù)據(jù)庫有GenBank、EMBL、DDBJ等。蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫有SWISS-PROT、PIR、OWL、NRL3D、TrEMBL等，三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫有PDB、NDB、BioMagResBank、 CCSD等，與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫還有SCOP、CATH、FSSP、3D-ALI、DSSP等，與基因組有關(guān)的數(shù)據(jù)庫有ESTdb、OMIM、GDB、GSDB等文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫有Medline、Uncover等，此外還有其他

19、數(shù)據(jù)庫數(shù)百種。另外一些公司還開發(fā)了商業(yè)數(shù)據(jù)庫如MDL等。數(shù)據(jù)庫內(nèi)容呈爆炸性增長，除了在數(shù)量上的增長，數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜程度也在不斷增加，它包括了大量注釋、參考文獻(xiàn)及軟件，并通過交互聯(lián)接將相關(guān)內(nèi)容連接到其它數(shù)據(jù)庫。三、基因組序列信息的提取和分析 基因組信息學(xué)的根本任務(wù)是破譯人類的遺傳密碼。迄今為止在人類基因組中真正掌握信息存儲與表達(dá)規(guī)律的，只有DNA上編碼蛋白質(zhì)的區(qū)域，也就是結(jié)構(gòu)基因。這部分只占人類基因組的1%3%，其余97%的基因組序列人們尚不知其功能（所謂的“Junk”DNA）。 “Junk”DNA是許多對生命過程富有活力的不同類型的DNA的復(fù)合體，它們至少包含如下類型的DNA成份或由其表達(dá)的RN

20、A成份：內(nèi)含子、衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA、微衛(wèi)星DNA、非均一核RNA、SINEs（short interspersed nuclear elements）元件、LINEs（long interspersed nuclear elements）元件、假基因等。除此之外順式調(diào)控元件，如啟動子、增強(qiáng)子等也屬于非編碼序列。目前普遍認(rèn)為非編碼區(qū)與基因在四維時空的表達(dá)調(diào)控有關(guān)。因此尋找這些區(qū)域的編碼特征，信息調(diào)節(jié)與表達(dá)規(guī)律是未來相當(dāng)長時間內(nèi)的熱點(diǎn)課題。 四、新基因和新SNPs的發(fā)現(xiàn)與鑒定a)、利用 EST 數(shù)據(jù)庫 (dbEST) 發(fā)現(xiàn)新基因和新SNPs 國際上現(xiàn)已出現(xiàn)了幾個基于EST的基因索引如UniG

21、ene (/pub/schuler/unigene) , Merck-Gene index(http:/est/esthmpg.html ) , GenExpress-index ( ) ，這些基因索引數(shù)據(jù)庫(即二次數(shù)據(jù)庫)構(gòu)建了基因框架，極大地方便了相關(guān)研究者。 b)、從基因組DNA序列中預(yù)測新ORF可以利用EST數(shù)據(jù)庫（dbEST）發(fā)現(xiàn)新基因，EST表達(dá)序列標(biāo)簽（Expressed Sequence Tags）是從基因表達(dá)的短cDNA序列，它們攜帶著完整基因某些片段的信息。由于EST中包括了大量未發(fā)現(xiàn)的人類基因的信息，如何利用這些信息發(fā)現(xiàn)新基因成了近幾年的重要研究課題。 Jacob和Mon

22、od的乳糖操縱子模型給出了基因表達(dá)調(diào)控的最基本模式，但很多實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明編碼區(qū)和非編碼區(qū)中信息調(diào)節(jié)規(guī)律更為復(fù)雜。人類基因組及相關(guān)的模式生物基因組提供的大量信息，對于遺傳密碼起源的研究、基因組結(jié)構(gòu)的形式與演化、生物進(jìn)化等提供了有力的幫助。使生物信息學(xué)的研究拓展到更廣泛的領(lǐng)域。五、功能基因組相關(guān)信息分析 包括與大規(guī)?；虮磉_(dá)譜分析相關(guān)的算法、軟件研究，基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究；與基因組信息相關(guān)的核酸、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測和模擬，以及蛋白質(zhì)功能預(yù)測的研究。在具有生命的細(xì)胞中基因表達(dá)的數(shù)量和種類是隨著時間、環(huán)境的不同而變化的，所表達(dá)的基因相互之間有著必然的聯(lián)系，基因之間的控制和被控制的關(guān)系構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)

23、系。在分子水平對基因表達(dá)調(diào)控進(jìn)行研究，研究調(diào)節(jié)蛋白是如何作用于它的順式調(diào)控元件，象啟動子、增強(qiáng)子等的；調(diào)節(jié)蛋白又是被什么調(diào)整的？功能基因組研究開展后，將使我們的認(rèn)識上升到一個新階段。 六、比較基因組學(xué)研究研究生命是從哪里起源的？生命是如何進(jìn)化的？遺傳密碼是如何起源的？估計(jì)最小獨(dú)立生活的生物至少需要多少基因，這些基因是如何使它們活起來的？比如，鼠和人的基因組大小相似，都含有約三十億堿基對，基因的數(shù)目也類似?？墒鞘蠛腿瞬町惔_如此之大，這是為什么？同樣，有的科學(xué)家估計(jì)不同人種間基因組的差別僅為 0.1%；人猿間差別約為1%。但他們表型間的差異十分顯著。 這又為什么？完整基因組序列的比較研究是解決這些

24、問題的重要途徑。比較基因組學(xué)告訴你細(xì)菌怎樣利用硒七、基于完整基因組數(shù)據(jù)的生物進(jìn)化研究自1859年 Darwin 的物種起源 (Origin of Species) 發(fā)表以來，進(jìn)化論成為對人類自然科學(xué)和自然哲學(xué)發(fā)展的最重大貢獻(xiàn)之一。 進(jìn)化論研究的核心是描述生物進(jìn)化的歷史(系統(tǒng)進(jìn)化樹)和探索進(jìn)化過程的機(jī)制。自上世紀(jì)中葉以來，隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展，進(jìn)化論的研究也進(jìn)入了分子水平。當(dāng)前分子進(jìn)化的研究已是進(jìn)化論研究的重要手段，并建立了一套依賴于核酸、蛋白質(zhì)序列信息的理論方法。生物進(jìn)化完整的理論分析過程必須包含以下步驟：1、序列相似性比較。常用的程序包有BLAST、FASTA等；2、序列同源性分析。常用

25、的程序包有CLUSTAL等；3、構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。這一工作已發(fā)展了多種軟件包，象PYLIP、MEGA等；4、穩(wěn)定性檢驗(yàn)。通用的方法使用 Bootstrap算法，相應(yīng)的軟件已包括在構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹所用的軟件包當(dāng)中。八、大規(guī)模基因功能表達(dá)譜的分析 人類基因組測序已完成，人們自然會提出如下的問題：即使我們已經(jīng)獲得了人的完整基因圖譜，那我們對人的生命活動能說明到什么程度呢？人們進(jìn)一步提出了一系列由上述數(shù)據(jù)所不能說明的問題，例如：基因表達(dá)的產(chǎn)物是否出現(xiàn)與何時出現(xiàn)；基因表達(dá)產(chǎn)物的定量程度是多少；是否存在翻譯后的修飾過程，若存在是如何修飾的；基因敲除（knock-out）或基因過度表達(dá)的影響是什么；多基因差異表

26、達(dá)與表現(xiàn)型關(guān)系如何等等。概括這些問題，其實(shí)質(zhì)應(yīng)該是：知道了核酸序列和基因，我們依然不知道它們是如何發(fā)揮功能的，或者說它們是如何按照特定的時間、空間進(jìn)行基因表達(dá)的，表達(dá)量有多少。 在不同的組織中表達(dá)基因的數(shù)目差別是很大的，腦中基因表達(dá)的數(shù)目最多，約有34萬個轉(zhuǎn)錄子。有的組織中只有幾十或幾百個基因表達(dá)。不確切知道每種組織中表達(dá)基因的數(shù)目，以及每個基因的表達(dá)量，就無法從分子水平上了解這一組織在生命活動中的功能。同一組織在不同的個體生長發(fā)育階段表達(dá)基因的種類、數(shù)量也是不同的，有些基因是在幼年時期表達(dá)的，有些是中年階段表達(dá)的，有些要到老年時期才表達(dá)；不考慮伴隨著生物的生長發(fā)育，基因表達(dá)狀況的變更，也無法

27、確切地說明生命的過程。因此不少科學(xué)家認(rèn)為基因組研究應(yīng)當(dāng)進(jìn)入一個內(nèi)函更豐富、更深刻的階段。這一階段的核心是獲得基因的功能表達(dá)譜。 蛋白質(zhì)分子是由20種不同的氨基酸通過共價鍵連接而成的線性多肽鏈，每一種蛋白質(zhì)在天然條件下都有自己特定的空間結(jié)構(gòu)。但以一定氨基酸順序排列的多肽鏈?zhǔn)侨绾涡纬捎幸欢臻g結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子的，也就是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測，仍是沒有完全解決的問題。 九、蛋白分子結(jié)構(gòu)預(yù)測 分子模擬技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)建立原子水平的分子模型來模擬分子的結(jié)構(gòu)與行為，進(jìn)而模擬分子體系的各種物理與化學(xué)性質(zhì)。利用分子模擬技術(shù)結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)可以更形象、更直觀地研究蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)更清晰的表述和研究對揭示蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系、總結(jié)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的規(guī)律、預(yù)測蛋白質(zhì)肽鏈折疊和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是非常重要的。 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測的目的是利用已知的一級序列來構(gòu)建出蛋白質(zhì)的立體結(jié)構(gòu)模型，對蛋白質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)預(yù)測需