【正文】 學(xué)的發(fā)展,生物信息學(xué)在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。本文介紹了序列比對算法的發(fā)展現(xiàn)狀, 描述了常用的各類序列比對算法, 并分析了它們的優(yōu)劣。因此,很多古細(xì)菌可以作為研究真核生物DNA代謝過程的模型,是較好的模式生物。該菌的完整基因組已測序。在缺氧條件下丙酮酸被還原為乳酸，有氧條件下丙酮酸可進(jìn)一步氧化分解生成乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，生成CO2和H2O。研究古細(xì)菌的代謝過程不但有可能揭示生命起源的機(jī)制，而且對于有效的利用這種微生物以及來自其中的極端酶類等也具有重要的現(xiàn)實意義。古細(xì)菌EM與ED途徑具有與真核生物及細(xì)菌經(jīng)典的EM與ED途徑顯著不同的特點。國際上3大核苷酸、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫分別是:美國國家生物技術(shù)信息中心(NCBI)的GenBank數(shù)據(jù)庫、歐洲生物信息學(xué)研究所(EBI)的核酸序列數(shù)據(jù)庫EMBL和日本信息生物學(xué)中心(CIB)的DNA數(shù)據(jù)庫DDBJ。一條途徑功能的中斷可能引起嚴(yán)重的疾病,如癌癥。生物信息學(xué)的研究領(lǐng)域包括：（1）大規(guī)?；蚪M測序中的信息分析；（2）大規(guī)?；蚬δ鼙磉_(dá)譜的分析；（3）序列片段的拼接；（4）新基因和新SNP的發(fā)現(xiàn)與鑒定；（5）非編碼區(qū)信息結(jié)構(gòu)分析；（6）密碼起源和生物進(jìn)化的研究，包括序列相似性比較，序列同源性分析和構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹。（1）序列比對預(yù)測法序列比對是以核酸和蛋白質(zhì)序列為依據(jù)，來比較兩個或兩個以上核酸或蛋白質(zhì)在堿基(A、T、C、G)、氨基酸(20個氨基酸)水平上的相似性和不相似性。兩兩序列比對又分為總體序列比對和局部序列比對。（2）結(jié)構(gòu)比對預(yù)測法結(jié)構(gòu)對比的基本問題是比較兩個或兩個以上蛋白質(zhì)分子空間結(jié)構(gòu)的相似性或不相似性；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測包括二級和三級結(jié)構(gòu)預(yù)測。以核酸和蛋白質(zhì)的序列為基礎(chǔ)來預(yù)測其生物學(xué)結(jié)構(gòu),是生物信息學(xué)的核心研究內(nèi)容。首先以蛋白質(zhì)的序列為依據(jù)來預(yù)測蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)，如分子量、等電點、親水性和疏水性、跨膜區(qū)域、信號肽和蛋白定位等。常用的三級結(jié)構(gòu)預(yù)測方法有同源模建和穿針引線算法。首先是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫（特別是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）管理技術(shù)，包括極為重要的實驗室數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)（LIMS）。生物信息學(xué)的這一特點在現(xiàn)有的許多學(xué)科中幾乎是獨一無二的。這是一筆巨大的財富，任何政府的科技決策人都不能對此視而不見。生物信息學(xué)工業(yè)是知識經(jīng)濟(jì)的一個典型，潛力巨大。 ClustalWClustalW是一種漸進(jìn)的多序列比對方法，先將多個序列兩兩比對構(gòu)建距離矩陣，反應(yīng)序列之間兩兩關(guān)系；然后根據(jù)距離矩陣計算產(chǎn)生系統(tǒng)進(jìn)化指導(dǎo)樹，對關(guān)系密切的序列進(jìn)行加權(quán)；然后從最緊密的兩條序列開始，逐步引入臨近的序列并不斷重新構(gòu)建比對，直到所有序列都被加入為止。 SwissModelSWISSMODEL是一項預(yù)測蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的服務(wù)，它利用同源建模的方法實現(xiàn)對一段未知序列的三級結(jié)構(gòu)的預(yù)測。SWISSMODEL開發(fā)了幾套不同的建模技術(shù)。BLAST程序能迅速與公開數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相似性序列比較。這是因為在沒有其它信息的前提下，DNA序列可以按六種框架閱讀和翻譯（每條鏈三種，對應(yīng)三種不同的起始密碼子）。其基本思想是：一個能揭示出真實序列關(guān)系的比對至少包含一個兩個序列都擁有的字（片段），把查詢序列中的所有字編成Hash表，然后在數(shù)據(jù)庫搜索時查詢這個Hash表，以檢索出可能的匹配，這樣那些命中的字就能很快地被鑒定出來。（4）在最佳對角線區(qū)域中計算出比對結(jié)果。BLAST運算速度最快，但敏感性最差。目前對多序列對比的研究還在不斷前進(jìn)中，現(xiàn)有的大多數(shù)算法都基于漸近的比對的思想，在序列兩兩對比的基礎(chǔ)上逐步優(yōu)化多序列對比的結(jié)果。與古細(xì)菌糖酵解途徑有關(guān)的酶主要有（1）ST2037glycerate kinase 甘油酸激酶（2）ST1212Enolas 烯醇化酶（3）ST0064 aldehyde dehydrogenase 乙醛脫氫酶（4）ST1302 ribulose5phosphate isomerase 5磷酸核酮糖異構(gòu)酶（5）ST2268 transketolase 轉(zhuǎn)酮醇酶（6）ST2269 transketolase 轉(zhuǎn)酮醇酶（7）ST2245Phosphoglucose isomerase 磷酸葡萄糖異構(gòu)酶（8）ST2484aldehyde oxidoreductase 乙醛氧化還原酶（9）ST2477 glyceraldehyde3phosphate dehydrogenase 甘油醛3磷酸脫氫酶第二章 材料與方法 材料各物種與古細(xì)菌糖酵解途徑有關(guān)的酶的基因及蛋白序列從美國國家生物技術(shù)中心（NCBI）GenBank下載。（3）第一個既是ST1212基因在GenBank中的信息。登陸expasy（）點擊右側(cè)的Proteomics and sequence analysis tools，選擇等電點、分子量查詢（Compute pI/Mw）。圖2點擊基因片段選擇保守結(jié)構(gòu)域（Conserved Domains），如圖3所示，得到其結(jié)構(gòu)域。格式如下： Sulfolobus acidocaldarius DSM 639 MNDRFRIRKLKGYEIIDSRANRTIRVRVETYDGIVGFGDAPAGASKGANEAVELKDKNGRVIDAVELVNTVLSDSLKDYDVRRQRVIDTTLIRLDGTQNKSRIGGNTMIATSIAVLKTASRALGQEYFEYIGGPRAKYIPMPLLNILNGGLHAGNNLKIQEFIIIPKNFDKFTEAIQASIEVYKRLKDLITERYGKIYTALGDEGGFSPPLEKTMDALDLVYTSIKSLGYEDKIFMGMDAAASNFFHESHYELDGKRYTAGELIDYYKQLADMYPLMYIEDPFEENDYDSFSQLQSKLKKTIVTGDDLYVTNIEYLKKGIERMSSKGTIVKPNQIGTITETLDYIDFARRNAVKTIVSHRSGETEDSIIADLAVGTQSEFIKTGAPSRGERTSKYNRLIEIELDYGLEFYGKNFYL Sulfolobus islandicus MINRFSIEKVKGLEIIDSRGNPTIRVFVRTNDGVESFGDAPAGASKGTREAIEVRDENGLTVKRAVDIANYIIDPALHGIDVREQGIIDKILIDIDSTENKSKLGGNTIIATSIAALKTASKALGLEVFKYIAGPRLPKIPIPLLNIINGGLHAGNKLKIQEFIILPIKFNTFKEAFFAAIEVYRNLKGLISERYGKIYTAVGDEGGFSPPLEETREALDLIYTSINNAGYQGKIYMGMDAAASDFYDPKKEKYIIDGKELNPTQLLEFYLDLAKEYPIVYLEDPFEENSFDMFGELQNKLNSTIVTGDDLYTTNIKYLKIGIEKRSTKGVIVKPNQVGTISETFEFTNLARRNSIKLVTSHRSGETEDNFIAEFAVGIESDFIKTGAPARGERTSKYNKLLEIENKFGLEYGGKYFYL| cMTMRYNMEDEFSITHVKARWVLDSRGNPTVEAEVRTFAGGYGSAIVPSGASTGTHEALELRDGGKRFHGKGVSKAVENVNKIIAPEILGEDSRKQEEIDSKMISLDGTPNKSRLGANAILSVSLAVAHAAADTYGLPLFQYLGGALASTLPVPLMNIINGGKHAGNELKIQEFLIVPVGASSFSEALAIGSEVYHSLRGYLKEKYGVSAINVGDEGGFAPPMSRTREALDALIHAVKNAGYEPGRDVVLALDAAASEFYDEKRGVYAIDGAELTREKLIEFYESLVEEYPIVSIEDPLYEEDFEGFAEVTRSLKIQVVGDDLFVTNVERLRRGIEAGAANALLLKVNQIGTLTEALSAARMALENNYSVIVSHRSGETEDVTISHIAVALNAGQIKTGAPARSERNAKYNELLRIEEYLGGRARYPGIKAFKAYKRTL