【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(lái)越廣泛。本文介紹了序列比對(duì)算法的發(fā)展現(xiàn)狀, 描述了常用的各類序列比對(duì)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(guò)程的模型,是較好的模式生物。該菌的完整基因組已測(cè)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(guò)程不但有可能揭示生命起源的機(jī)制，而且對(duì)于有效的利用這種微生物以及來(lái)自其中的極端酶類等也具有重要的現(xiàn)實(shí)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(diǎn)。國(guó)際上3大核苷酸、蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)分別是:美國(guó)國(guó)家生物技術(shù)信息中心(NCBI)的GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)、歐洲生物信息學(xué)研究所(EBI)的核酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)EMBL和日本信息生物學(xué)中心(CIB)的DNA數(shù)據(jù)庫(kù)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)模基因組測(cè)序中的信息分析；（2）大規(guī)模基因功能表達(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(duì)預(yù)測(cè)法序列比對(duì)是以核酸和蛋白質(zhì)序列為依據(jù)，來(lái)比較兩個(gè)或兩個(gè)以上核酸或蛋白質(zhì)在堿基(A、T、C、G)、氨基酸(20個(gè)氨基酸)水平上的相似性和不相似性。兩兩序列比對(duì)又分為總體序列比對(duì)和局部序列比對(duì)。（2）結(jié)構(gòu)比對(duì)預(yù)測(cè)法結(jié)構(gòu)對(duì)比的基本問題是比較兩個(gè)或兩個(gè)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(cè)包括二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。以核酸和蛋白質(zhì)的序列為基礎(chǔ)來(lái)預(yù)測(cè)其生物學(xué)結(jié)構(gòu),是生物信息學(xué)的核心研究?jī)?nèi)容。首先以蛋白質(zhì)的序列為依據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的物理性質(zhì)，如分子量、等電點(diǎn)、親水性和疏水性、跨膜區(qū)域、信號(hào)肽和蛋白定位等。常用的三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)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(kù)（特別是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)）管理技術(shù)，包括極為重要的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)（LIMS）。生物信息學(xué)的這一特點(diǎn)在現(xiàn)有的許多學(xué)科中幾乎是獨(dú)一無(wú)二的。這是一筆巨大的財(cái)富，任何政府的科技決策人都不能對(duì)此視而不見。生物信息學(xué)工業(yè)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)典型，潛力巨大。 ClustalWClustalW是一種漸進(jìn)的多序列比對(duì)方法，先將多個(gè)序列兩兩比對(duì)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(jì)算產(chǎn)生系統(tǒng)進(jìn)化指導(dǎo)樹，對(duì)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(duì)，直到所有序列都被加入為止。 SwissModelSWISSMODEL是一項(xiàng)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的服務(wù)，它利用同源建模的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)一段未知序列的三級(jí)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)。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(kù)進(jìn)行相似性序列比較。這是因?yàn)樵跊]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(duì)應(yīng)三種不同的起始密碼子）。其基本思想是：一個(gè)能揭示出真實(shí)序列關(guān)系的比對(duì)至少包含一個(gè)兩個(gè)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(kù)搜索時(shí)查詢這個(gè)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(lái)。（4）在最佳對(duì)角線區(qū)域中計(jì)算出比對(duì)結(jié)果。BLAST運(yùn)算速度最快，但敏感性最差。目前對(duì)多序列對(duì)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(duì)的思想，在序列兩兩對(duì)比的基礎(chǔ)上逐步優(yōu)化多序列對(duì)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(guó)國(guó)家生物技術(shù)中心（NCBI）GenBank下載。（3）第一個(gè)既是ST1212基因在GenBank中的信息。登陸expasy（）點(diǎn)擊右側(cè)的Proteomics and sequence analysis tools，選擇等電點(diǎn)、分子量查詢（Compute pI/Mw）。圖2點(diǎn)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