基本信息
- 项目名称：
- GBP Finder生物信息学软件
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 我们将生物信息学、糖组学、数学建模和计算机科学结合在一起，建立了集合求交的数学模型，编制出糖结合蛋白分析软件GBP Finder，功能包括：（1）预测该蛋白质是否为糖结合蛋白，如果是则判断其来源并对其进行分类，还可查询其相应特点。（2）查询糖结合蛋白的分类、属性，标注该糖结合蛋白的糖识别结构域CRD、糖基化位点在氨基酸序列中的分布，用不同的颜色进行明确注释。（3）分类研究各个类型的糖结合蛋白。
- 详细介绍：
- 糖结合蛋白（GBP）在生物学发展过程中扮演着十分重要的角色。为了分析在糖生物学研究中产生的大量数据，我们建立了数学模型，并开发出相应分析软件。同时建立了糖结合蛋白的生物学特性数据库，在实验及数据分析过程中具有重要作用。 我们将生物信息学、糖组学、数学建模和计算机科学结合在一起，建立了集合求交的数学模型，采用了点阵法、序列比对矩阵（包括Dayhoff氨基酸替换矩阵（percent accepted matrix or mutation data matrix）和BLOSUM62矩阵）、Needleman-Wunsch动态规划算法等数学方法。以NCBI（美国国立生物信息中心）和CFG（欧洲功能糖组学论坛）数据库中拥有的GBP序列信息为基础，开发出软件。 GBP Finder生物信息学软件分为两个功能模块，可执行的功能包括： 第一，预测该蛋白质是否为糖结合蛋白，如果是则判断其来源并对其进行分类，还可查询其相应特点。 第二，查询糖结合蛋白的分类、属性，标注该糖结合蛋白的糖识别结构域CRD、糖基化位点在氨基酸序列中的分布，用不同的颜色进行明确注释。 第三，分类研究各个类型的糖结合蛋白。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、设计目的 糖生物学在研究过程中产生了大量数据，糖结合蛋白的研究发展相对较慢。我们希望于建立数学模型，选择或设计相应的算法，通过计算机来分析数据。 二、基本思路： 该研究项目是将糖组学的生物问题，抽象归纳成一个数学模型，开发糖结合蛋白预测程序。 糖结合蛋白的特有一级氨基酸序列模体是我们的研究基础。例如肝素（GAG）结合蛋白，具有一般模体结构，如XBBXBX，XBBBXXBX或TXXBXXTBXXXTBB，是我们设计程序的基础。 三、创新点： （1）前沿性：目前国内外尚无应用于GBP预测的相关软件。（2）交叉学科：合理的将生物信息学、糖组学、数学建模和计算机科学结合在一起，建立数学模型研究糖结合蛋白。（3）快捷性：对于海量数据的处理提供了很大的方便。（4）预见性: 此程序可以根据一级氨基酸序列对糖结合蛋白进行多方面预测，包括其独特的序列模体、糖基化位点等。 四、关键技术 (1)国际上研究成果相对较少。国内缺少相关文献资料。我们在研究该课题时，需要掌握GBP的特性，这就需要我们查阅英文权威文献和资料。 (2)我们引入数学建模的方法，将复杂问题抽象化并简化，把对GBP的研究转化为对一个模型的求解。 (3)通过VC++6.0平台开发软件，具备可操作性强、界面设计人性化等特点。 五、技术指标 使用NCBI（美国国立生物信息中心）和CFG（欧洲功能糖组学协会）验证了软件的准确性，给生物信息学和糖蛋白质组学研究者提供一个可以信赖的数据分析平台。
科学性、先进性
- 由于糖结合蛋白的研究研究数据较为复杂，使研究者不能及时全面的对以前的研究成果进行准确的把握和应用，从而阻碍了糖结合蛋白研究进一步发展。为了方便更多研究者，为了推动糖结合蛋白研究的更快发展，迫切需要对前人的研究成果进行总结，建立糖结合蛋白的生物学特性的数据库，并能实现对未知糖结合蛋白生物学特性的预测。 本软件将糖组学的生物问题，抽象归纳成一个数学模型建立糖结合蛋白预测程序。该软件通过输入一组蛋白质氨基酸序列，运行实现以下两项功能： 第一，预测该蛋白质是否为糖结合蛋白，如果是则判断其来源并对其进行分类，还可查询其相应特点。 第二，查询糖结合蛋白的分类、属性，标注该糖结合蛋白的糖基化位点在氨基酸序列中的分布，用不同的颜色进行明确注释。 当然，本软件还在进行相应的研发升级，功能将不局限于现有的两大方面，本组正在研发预测糖结合蛋白的可能空间构型，可将构像图的预测完善在本软件中。同时，本软件的数据库也在更新升级中，可大大方便使用者的查询，尽请期待
获奖情况及鉴定结果
- （1）目前，我们已经获得了软件的著作权。 软件名称：糖结合蛋白发现者软件（GBP FinderV1.0）； 登记号：2010SR061867 （2）参加2010年全国糖生物学学术会议，以墙报形式展示研究成果，获专家肯定； （3）一篇学术论文被全国糖生物学学术会议收录； 王然,孟飞,李铮 等.利用生物信息技术预测糖结合蛋白结构的程序[A].2010年全国糖生物学学术会议论文摘要[C].东北师范大学,2010：70.
作品所处阶段
- 公开发布，在功能糖组学实验室网站。
技术转让方式
- 计算机软件著作权
作品可展示的形式
- 磁盘；现场演示；图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 糖结合蛋白（GBP）在生物学发展过程中扮演着十分重要的角色。近几十年对糖结合蛋白研究是通过科学实验的方法对其化学生物学性质进行了深入的研究，取得了很多成果，得到了大量的实验数据和理论，为科学界作出了重大贡献。但由于糖结合蛋白的研究数据较为复杂，使研究者不能及时全面的对以前的研究成果进行准确的把握和应用，从而阻碍了糖结合蛋白研究进一步发展。为了方便更多研究者，为了推动糖结合蛋白研究的更快发展，迫切需要对前人的研究成果进行总结，建立糖结合蛋白的生物学特性的数据库，并能实现对未知糖结合蛋白生物学特性的预测。 我们的软件GBP Finder的诞生，对于GBP的分析研究提供了一个平台，能有效迅速的分析大量的数据。目前软件公布于我们功能糖组学实验室的网站，免费面向全球糖生物学研究工作者。有很大的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 一、国外研究的现状: 国外对于糖生物学，主要涉及以下几个前瞻方面: （1)糖与信号转导，包含有糖介导的细胞识别，糖鞘脂与信息传递； （2）糖与植物的病理防御； （3)糖生物学对酶学研究的影响； （4）糖组学—后基因组学和蛋白质组学的延伸。 同时，国外非常注重生物芯片生物信息学软件的开发，目前已有相当多的公司和研究机构在研究开发、推广和销售生物芯片方面的软件产品，这可在网址： 上找到所有公开发布的生物芯片生物信息学软件。 但是，到目前为止还未开发关于GBP预测方面的软件。 二、国内研究的现状: 在生物芯片生物信息学软件的开发方面存在着相当大的空缺，在GBP一方面几乎没有成型的可以应用的软件。而且目前对生物信息学软件开发与研究也很少。
