生物信息本地軟件

生物信息本地軟件第1頁/共61頁1.DNAMAN打開DNAMAN，可以看到如下界面：

DNAMAN美國LynnonBiosoft公司開發(fā)的高度集成化的分子生物學(xué)應(yīng)用軟件，幾乎可完成所有日常核酸和蛋白質(zhì)序列分析工作，包換多重序列對齊、PCR引物設(shè)計、限制性酶切分析、蛋白質(zhì)分析、質(zhì)粒繪圖等。下載地址/使用說明/pc/framepc.html第2頁/共61頁2.BioEdit

/BioEdit/bioedit.html

第3頁/共61頁BioEdit是一個序列編輯器與分析工具軟件，功能非常強(qiáng)大，使用十分容易。功能包括：序列編輯、外掛分析程序、RNA分析、尋找特征序列、支持超過20000個序列的多序列文件、基本序列處理功能、質(zhì)粒圖繪制、等.第4頁/共61頁3.PrimerPremier5.0

/crm/jsp/com/pbi/crm/clientside/ProductList.jsp第5頁/共61頁P(yáng)rimerPremier是大名鼎鼎的引物設(shè)計軟件，用來幫助研究人員設(shè)計最適合引物的應(yīng)用軟件利用它的高級引物搜索引物數(shù)據(jù)庫巢式引物設(shè)計引物編輯和分析等功能可以設(shè)計出有高效擴(kuò)增能力的理想引物也可以設(shè)計出用于擴(kuò)增長達(dá)50kb以上的PCR產(chǎn)物的引物序列，由加拿大的Premier公司開發(fā)的專業(yè)用于PCR或測序引物以及雜交探針的設(shè)計，評估的軟件，和PlasmidPremier2.02一起是該公司推出的最新的軟件產(chǎn)品。其主要界面同樣也是分為序列編輯窗口（Genetank），引物設(shè)計窗口（PrimerDesign），酶切分析窗口（RestrictionSites）和紋基分析窗口（Motif）。第6頁/共61頁“Premier”軟件啟動界面如下：

第7頁/共61頁4.Oligo

/第8頁/共61頁引物分析著名軟件，主要應(yīng)用于核酸序列引物分析設(shè)計軟件，同時計算核酸序列的雜交溫度（Tm）和理論預(yù)測序列二級結(jié)構(gòu)。Oligo使用方法介紹作為目前最好、最專業(yè)的引物設(shè)計軟件，Oligo的功能很強(qiáng)，在這里我們介紹它的一些主要功能：如：普通引物對的搜索、測序引物的設(shè)計、雜交探針的設(shè)計以及評估引物對質(zhì)量等等。在正式進(jìn)行引物設(shè)計前，我們首先面臨的一個任務(wù)就是向Oligo程序?qū)肽０逍蛄校鶕?jù)不同的實(shí)驗(yàn)情況第9頁/共61頁oligo應(yīng)用簡介/content/20050416/10757.htm第10頁/共61頁5.DNAssist

/programs.html?productid=203498第11頁/共61頁10.7M。非常好用而且有名的DNA分析共享軟件，含有部分蛋白序列分析功能?？梢匀δ苁褂?0天。90天后仍然能夠全功能使用，只是啟動延時。注冊費(fèi)200美元。

第12頁/共61頁6.RNAstructure,Version4.4

/rnastructure.html第13頁/共61頁輸入或載入RNA的一級序列,根據(jù)最小自由能原理,依據(jù)一定算法,預(yù)測出其二級結(jié)構(gòu)圖，并將圖形輸出到窗口，得到漂亮的二級結(jié)構(gòu)圖形。是非常出色的一個程序。

第14頁/共61頁7.DNASISDNASISDNASISforWindows2.5版是日立軟件公司（HitachiSofewareEngineeringCo.,Ltd.）97年推出的一個功能強(qiáng)大的序列分析軟件。包含有大部分分子生物學(xué)軟件的常用功能，可進(jìn)行DNA，RNA，蛋白質(zhì)序列的編輯和分析，甚至還能進(jìn)行質(zhì)粒作圖、數(shù)據(jù)庫查詢等功能，足可滿足一般實(shí)驗(yàn)室的要求。第15頁/共61頁/pro_index.html第16頁/共61頁8.ANTHEPROT主頁http://antheprot-pbil.ibcp.fr/下載地址ftp://ftp.ibcp.fr/pub/ANTHEPROT/WINDOWS/蛋白序列分析軟件包ANTHEPROT，包括了蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域所包括的很多內(nèi)容，功能非常強(qiáng)大。應(yīng)用此軟件包，使用個人電腦，便能進(jìn)行各種蛋白序列分析與特性預(yù)測,包括：進(jìn)行蛋白序列二級結(jié)構(gòu)預(yù)測；在蛋白序列中查找符合PROSITES數(shù)據(jù)庫的特征序列；繪制出蛋白序列的所有理化特性曲線；在Internet或本地蛋白序列數(shù)據(jù)庫中查找類似序列；計算蛋白序列分子量，比重與各蛋白殘基百分組成；計算蛋白序列滴定曲線與等電點(diǎn)；選定一個片段后，繪制HelicalWheel圖；進(jìn)行點(diǎn)陣圖（DotPlot）分析；計算信號肽潛在的斷裂位點(diǎn)等功能。強(qiáng)烈推薦,所有研究蛋白的人員均應(yīng)使用。第17頁/共61頁第18頁/共61頁9.VectorNTIAdvance用于DNA和蛋白序列分析：VectorNTIAdvance是目前整合度最高的多功能桌面序列分析軟件包。VectorNTIAdvance基于業(yè)界領(lǐng)先的VectorNTI軟件包平臺構(gòu)建，包含了一整套數(shù)據(jù)分析和管理的工具，通過5個功能模塊實(shí)現(xiàn)。所有的模塊共享一個大信息量的圖形化用戶界面，使序列分析既簡單又直觀。第19頁/共61頁/content.cfm?pageid=10373第20頁/共61頁10.DiscoveryStudiogene1.5

下載地址/downloads/dsgene1_5_trial.zip

DiscoveryStudioGene（簡稱DSGene）是Omiga的替代品。序列編輯、PCR引物設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫搜索、蛋白質(zhì)分析和其他形形色色的功能只需要簡單操作就能完成。同時，可以以交互式的圖形方式或者文本方式察看分析結(jié)果，而獨(dú)特的工作目錄窗口簡化了序列組織和分析的過程。第21頁/共61頁/第22頁/共61頁第23頁/共61頁除了獨(dú)自完成一定的功能外，DSGene可以同時作為一個客戶端界面，成為Accelrys生物信息學(xué)完整解決方案的一個組成部分。通過這個界面，研究人員可以儲存以及檢索DSSeqStore關(guān)系數(shù)據(jù)庫里面的數(shù)據(jù)，運(yùn)行GCGWisconsionPackage的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)庫搜索和序列分析，以及通過DiscoveryStudioProjectKM在整個企業(yè)范圍內(nèi)共享數(shù)據(jù)。第24頁/共61頁基本功能數(shù)據(jù)庫搜索：通過BLAST和Entrez，根據(jù)序列同源性和參考文獻(xiàn)搜索及檢索NCBI的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，查詢得到的序列以DSGene格式下載到本地機(jī)器上，從而方便進(jìn)行進(jìn)一步的分析。獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)連接使用戶只需要輕輕的點(diǎn)擊就可以找到序列摘要和相關(guān)序列。

多重序列分析：可以采用ClustalW的方法進(jìn)行多重序列比對。根據(jù)化學(xué)屬性等對序列中字符進(jìn)行著色或進(jìn)行序列編輯，隨心所欲地創(chuàng)造出可供出版的圖像。

第25頁/共61頁酶解圖譜分析：可以執(zhí)行限制性內(nèi)切酶酶解和蛋白酶解分析。在分析時，用戶也可以添加自己的限制性內(nèi)切酶以及蛋白酶試劑。

引物分析：可以設(shè)計PCR、序列測定的引物和雜交探針。同時幫助用戶檢驗(yàn)自己的引物與DSGene中模板的匹配程度，從而減少試驗(yàn)錯誤，節(jié)約試驗(yàn)時間。

motif搜索：尋找核酸和多肽序列中存在的序列motif。用戶也可以把自己發(fā)現(xiàn)序列motif的數(shù)據(jù)加入到motif數(shù)據(jù)庫中。第26頁/共61頁核酸性質(zhì)分析：以交互的形式建立和察看基于序列的堿基組成、密碼子偏向、結(jié)構(gòu)屬性和其他分析特性的圖表，從而有助于用戶發(fā)現(xiàn)開放閱讀框、啟動子和鑒定基因功能。

蛋白質(zhì)序列分析：通過蛋白質(zhì)分析工具箱對蛋白質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行分析，這些性質(zhì)包括二級結(jié)構(gòu)、疏水性、抗原性和分子柔性。

第27頁/共61頁11.GCG軟件包一、簡介GCG是著名的生物信息分析商業(yè)軟件包，它是由美國威斯康星的GeneticsComputerGroup開發(fā)的，集成了大量的序列分析和數(shù)據(jù)庫搜索程序（10.2版本中包括160多個獨(dú)立的程序），并可訪問各種來源的序列數(shù)據(jù)。GCG軟件包在生物軟件發(fā)展歷程中具有不可替代的地位，但是由于其中所有程序均只能運(yùn)行在UNIX平臺上，加上售價昂貴，因此在應(yīng)用和普及方面受到一定的限制。但是由于GCG軟件在生物信息軟件領(lǐng)域舉足輕重的歷史地位，已經(jīng)成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。第28頁/共61頁GCG軟件包支持5種數(shù)據(jù)庫，其中包括兩種核酸數(shù)據(jù)庫和3種蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫。

GCG支持的兩種核酸數(shù)據(jù)庫是GenBank數(shù)據(jù)庫以及僅由GenBank中未收載的序列組成的簡化版EMBL核酸序列數(shù)據(jù)庫。為了方便進(jìn)行搜索，這兩個數(shù)據(jù)庫被組合成一個復(fù)合的核酸數(shù)據(jù)庫，稱為GenEMBLPlus。這個復(fù)合數(shù)據(jù)庫包括GenBank和EMBL核酸序列數(shù)據(jù)庫的表達(dá)序列標(biāo)記（EST)，序列標(biāo)記位點(diǎn)（STS）以及基因組序列縱覽（GSS)條目部分。

GCG支持的3種蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫是PIR數(shù)據(jù)庫、SWISS-PROT數(shù)據(jù)庫和SP-TrEMBL數(shù)據(jù)庫。為了方便進(jìn)行搜索，SWISS-PROT和SP-TrEMBL，這兩個數(shù)據(jù)庫被結(jié)合在一起組成一個復(fù)合的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫SWISS-PROTPlus。第29頁/共61頁二、GCG軟件包的功能簡介1．雙序列比對(1)Gap使用Needleman-wunsch算法來尋找兩條序列的全局最優(yōu)比對結(jié)果。(2)BestFit使用Simith-Waterman算法尋找兩條序列的局部最優(yōu)比對結(jié)果。(3)FrameAlign創(chuàng)建一條蛋白質(zhì)序列與一條核酸序列三個相位翻譯結(jié)果之間的局部最優(yōu)比對結(jié)果，比對時通過加人空位保持閱讀框架。第30頁/共61頁(4)Compare/DotPlot對兩條相比對的核酸或蛋白質(zhì)序列構(gòu)建點(diǎn)陣圖。(5)ProfileMake/ProfileGap創(chuàng)建一個稱為序列譜（profile）的比對位點(diǎn)評分表，定量描述一組序列比對的信息。ProfileGaP創(chuàng)建一個序列譜．和一條序列間的最優(yōu)比對結(jié)果。第31頁/共61頁2．多重序列比對

(1)PileUp通過“聚類”的漸進(jìn)式啟發(fā)算法對多條序列進(jìn)行比對分析，最高可支持500條序列的多重比對，這個工具和CLUSTALW類似。(2)Plotsimilarity圖形化顯示多序列對比結(jié)果中的序列相似性評分過程。第32頁/共61頁3．?dāng)?shù)據(jù)庫參考搜索Lookup通過數(shù)據(jù)庫的字段如Name、Accession、Number、Author、Organism、Keyword、Title、Reference、Feature、Definition、Length或數(shù)據(jù)記錄日期等數(shù)據(jù)庫條目的注釋信息對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行搜索。

4.數(shù)據(jù)庫序列搜索(1)BLASTBLAST數(shù)據(jù)庫相似性搜索工具。即可對本地數(shù)據(jù)庫進(jìn)行搜索，也可通過遠(yuǎn)程搜索NCBI的數(shù)據(jù)庫。(2)FASTAFASTA數(shù)據(jù)庫相似性搜索工具。使用Lipman和Pearson提出的FASTA算法對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相似性搜索。第33頁/共61頁(3)TFASTA在核酸數(shù)據(jù)庫中搜索與蛋白質(zhì)查詢序列相似的序列，進(jìn)行比對之前它將數(shù)據(jù)庫中序列按6種閱讀框進(jìn)行翻譯。(4)Framesearch在一個核酸數(shù)據(jù)庫或列表文件中搜索與一個蛋白質(zhì)查詢序列相似的序列，也可以在一個蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫或列表文件中搜索與核酸查詢序列相似的序列。對于每個序列比對，程序?qū)ふ业鞍踪|(zhì)序列與核酸序列各相位翻譯結(jié)果之間的最優(yōu)比對，比對時加人空位來保持閱讀框。

(5)ProfileMake/Profilesearch/ProfilesegmentsProfileMake創(chuàng)建序列譜定量描述一組序列比對信息。Profilesearch使用這個序列譜在數(shù)據(jù)庫或文件列表中搜索與創(chuàng)建此序列譜序列相似的序列。Profilesegments顯示數(shù)據(jù)庫記錄中和序列譜相似的局部區(qū)域。

(6)FindPatterns搜索包含特征模式的序列。第34頁/共61頁5．編輯和發(fā)布(1)Pretty提供多序列比對結(jié)果多種類型的顯示方式。(2)Publish提供單序列或多序列多種類型的顯示方式。(3)MaPSort/PlasmidMaP限制酶切位點(diǎn)分析及質(zhì)粒繪圖程序，可對核酸序列進(jìn)行環(huán)形酶切位點(diǎn)分析。第35頁/共61頁6．片段拼接Gelstart/GelEnter/GelMerge/GelAssembleGelstart創(chuàng)建一個片段拼接操作項(xiàng)目或?qū)σ呀?jīng)存在的操作項(xiàng)目進(jìn)行初始化。GelEnter將片段復(fù)制或輸入到當(dāng)前操作項(xiàng)目中。GelMerge尋找片段間的交疊并將它們拼接為連續(xù)的序列。GelASSemble是一個用于顯示交疊的編輯器，可用于去掉片段間的沖突。第36頁/共61頁7．進(jìn)化分析(1)Distances/GrowTree創(chuàng)建一組序列比對結(jié)果中兩兩序列之間的距離矩陣，這一距離用每100個殘基中替換的核酸或氨基酸的個數(shù)表示，同時創(chuàng)建一個系統(tǒng)親緣樹。(2)Paupsearch為PAUP（進(jìn)化系統(tǒng)簡約性分析，phylogeneticanalysisusingpasimony中樹的搜索選項(xiàng)提供一個GCG接口。(3)PaupDisplay為PAUP中的樹操作、鑒定以及顯示選項(xiàng)提供一個GCG接口。(4)Diverge應(yīng)用多種方法評估兩條編碼序列每個位點(diǎn)的同義碼和不同義碼的置換個數(shù)。第37頁/共61頁8．模式識別和基因預(yù)測(1)TestCode根據(jù)核酸序列每3個堿基組成的非隨機(jī)性來預(yù)測編碼區(qū)。(2)CodonPreference根據(jù)密碼子使用頻率以及第三位GC出現(xiàn)頻率預(yù)測蛋白質(zhì)編碼區(qū)，內(nèi)置了多個物種的密碼子使用頻率。(3)Frames根據(jù)起始和終止密碼子的位置，顯示核酸序列的6個開放閱讀框。第38頁/共61頁(4)FindPatterns搜索包含特征模式的序列。(5)Motifs對蛋白質(zhì)序列進(jìn)行基于PROsITE數(shù)據(jù)庫的基序搜索。(6)Composition統(tǒng)計核酸或蛋白質(zhì)序列的組成。(7)CodonFrequency創(chuàng)建密碼子使用頻率表，輸出的結(jié)果可用于包括CodonPreference在內(nèi)的很多GCG子程序。第39頁/共61頁9．輸入／輸出(1)Reformat格式化各種序列文件，使其能夠用于GCG程序。(2)Fromstaden將Staden格式的序列文件轉(zhuǎn)換為GCG格式。如果文件中存在多個序列，將對每個序列創(chuàng)建一個文件。(3)FromGenBank將GenBank中flatfile格式的序列文件轉(zhuǎn)換為GCG格式。如果文件中存在多個序列，將對每個序列創(chuàng)建一個文件。(4)FromPIR將PIR格式的序列文件轉(zhuǎn)換為GCG格式。如果文件中存在多個序列，將對每個序列創(chuàng)建一個文件。第40頁/共61頁(5)FromFASTA將FASTA格式的序列文件轉(zhuǎn)換為GCG格式。如果文件中存在多個序列，將對每個序列創(chuàng)建一個文件。(6)ToPIR將GCG格式的一個或多個序列文件轉(zhuǎn)化為PIR格式。(7)ToFASTA將GCG格式的一個或多個序列文件轉(zhuǎn)化為FASTA格式。（8）Tostaden將GCG格式的一個或多個序列文件轉(zhuǎn)化為Staden格式。第41頁/共61頁10.作圖(1)Map限制酶切位點(diǎn)分析。在核酸序列上方顯示限制酶切位點(diǎn)，在下方顯示翻譯結(jié)果。(2)MapPlot生成酶切圖譜。

(3)MapSort預(yù)測核酸被一個或多個限制酶消化后得到的片段大小。(4)Peptidesort預(yù)測被限制酶消化后的核酸序列片段的多膚表達(dá)產(chǎn)物。對多膚片段根據(jù)相對分子質(zhì)量、位置以及HPLC決定的相關(guān)保留時間進(jìn)行排序，還包括每條膚鏈以及整個蛋白質(zhì)組成的概要。第42頁/共61頁11.引物設(shè)計Prime為PCR選擇寡核普酸引物，用于測序和PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)。12．蛋白質(zhì)分析(1)Coilscan在蛋白質(zhì)序列中定位coiledcoil段。(2)HTHScan在蛋白質(zhì)序列中搜索螺旋一轉(zhuǎn)角一螺旋基序，這種結(jié)構(gòu)域一般是與DNA的結(jié)合位點(diǎn)，在基因調(diào)控中起作用。(3)Isoelectric預(yù)測并繪制蛋白質(zhì)的滴定曲線。(4)ProfileScan對蛋白質(zhì)序列進(jìn)行profile數(shù)據(jù)庫搜索，以檢索可能存在的結(jié)構(gòu)域。第43頁/共61頁(5)PepPlot使用Chou-Fasman法預(yù)測二級結(jié)構(gòu)。預(yù)測結(jié)果組合在一系列預(yù)測圖中，這些預(yù)測圖還包括親水性和疏水性分布曲線。(6)Peptidestructure/Plotstructure預(yù)測蛋白質(zhì)序列的抗原性、柔性、疏水性以及易溶性等特性曲線。

(7)SPScan在蛋白質(zhì)序列中搜索分泌信號肽（SPs）。13.RNA二級結(jié)構(gòu)

(l)Mfold/PlotFold使用Zuker的能量最小化方法預(yù)測RNA分子的最優(yōu)和次優(yōu)二級結(jié)構(gòu)。第44頁/共61頁(2)StemLoop在序列中搜索發(fā)夾結(jié)構(gòu)或反向重復(fù)序列。用戶可以指定最小的發(fā)夾堿基配對片段長度，最小或最大的發(fā)夾末端單連區(qū)尺寸，以及每個發(fā)夾結(jié)構(gòu)中堿基配對片段最小的鍵數(shù)。14．翻譯(1)Translate將核酸序列翻譯為蛋白質(zhì)序列。(2)BackTranslate將蛋白質(zhì)序列倒推為核酸序列。第45頁/共61頁12.EMBOSS主頁/第46頁/共61頁EMBOSS軟件包下載地址/pub/EMBOSS/第47頁/共61頁文件的輸入和輸出：可以輸入和輸出不同文件格式的序列，這些格式包括BSML,GeneBank,GenPept,EMBL,SWISS-Prot,FASTA,FastP,Staden,GCG和IG-Suite等格式，多序列文件格式還包括PHYLIP,NEXUS,NBRF和GCG-MSF格式。

色譜文件：可以查看、編輯、比對和分析從自動序列測定儀上得到的色譜文件，支持的格式包括大部分機(jī)器產(chǎn)生的ABI,SCF,ALF,CTF和ZTR格式。第48頁/共61頁13.

WONDERFUL生物信息學(xué)軟件系統(tǒng)該系統(tǒng)是基于生物信息學(xué)理論的核酸和蛋白質(zhì)序列綜合分析平臺，應(yīng)用于后基因組時代的基因與蛋白質(zhì)功能分析及預(yù)測、藥物靶的篩選、新基因發(fā)布提交、PCR引物設(shè)計、寡核苷酸分析、酶切位點(diǎn)分析、蛋白質(zhì)水解位點(diǎn)分析、核酸基序分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域分析、質(zhì)粒繪圖、開放閱讀框搜索、基因預(yù)測和識別、蛋白質(zhì)功能及二級結(jié)構(gòu)預(yù)測、雙重及多重序列比對、構(gòu)建系統(tǒng)親緣樹等，是功能基因組學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域必備軟件。本系統(tǒng)同時提供了大量國際上成熟的生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫接口，并提供相關(guān)中文在線輔助信息，方便國內(nèi)用戶使用。第49頁/共61頁最新版本功能包括：

1、核酸及蛋白質(zhì)序列全通路轉(zhuǎn)換

a.還包括序列顛換、序列互補(bǔ)

b.支持8種常用密碼子翻譯表

c.嵌入方便實(shí)用的核酸和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換計算器

d.支持簡并的蛋白質(zhì)逆推到mRNA

第50頁/共61頁2、引物設(shè)計

a.自動篩選引物

b.手動設(shè)計引物

c.寡核苷酸分析

d.Tm值算法采用最新的熱力學(xué)算法

e.支持簡并引物設(shè)計

第51頁/共61頁3、限制酶切位點(diǎn)分析

a.限制酶庫管理

b.限制酶特性篩選

c.酶切位點(diǎn)分析

d.環(huán)形位點(diǎn)分析