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序列数据库搜索系统BLAST

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序列数据库搜索系统BLAST 序列数据库搜索系统BLAST —农科院研究生实用生物信息技术课讲稿 2006年10月15日 罗静初 北京大学生物信息中心 Centre of Bioinformatics Peking University luojc@pku.edu.cn http://www.cbi.pku.edu.cn/ 提 纲 ˆ何为BLAST? ˆ为何BLAST? ˆ何处BLAST? ˆ如何BLAST? 何为BLAST • 原文:Basic Local Alignment Search Tool • 直译:基本局部排比搜索工具 • ...
序列数据库搜索系统BLAST
序列数据库搜索系统BLAST —农科院研究生实用生物信息技术课讲稿 2006年10月15日 罗静初 北京大学生物信息中心 Centre of Bioinformatics Peking University luojc@pku.edu.cn http://www.cbi.pku.edu.cn/ 提 纲 ˆ何为BLAST? ˆ为何BLAST? ˆ何处BLAST? ˆ如何BLAST? 何为BLAST • 原文:Basic Local Alignment Search Tool • 直译:基本局部排比搜索工具 • 意译:基于局部序列排比的常用数据库搜索工具 • 含义:蛋白质和核酸序列数据库搜索软件系统及相关 数据库 • 用法:以一个或几个蛋白质或核酸序列为检测序列, 搜索蛋白质或核酸序列数据库,寻找与检测序列中一 个或多个片段具有较高相似性的一组序列,   Search BLAST with Google (14 Oct 2006) • BLAST + database: 18,600,000 hits  1st hit: BLAST tutorial • BLAST + bioinformatics: 3,310,000 hits  1st hit: NCBI Tools for Bioinformatics Research  BLAST + sequence: 14,600,000 hits  1st hit: BLAST Information 为何BLAST • 使用方便、功能齐全 • 速度快、结果可信 • NCBI精心维护、持续开发 • 配套数据库不断更新 • 免费服务(NCBI、EBI、TIGR) • 免费下载,本地安装 何处BLAST • NCBI - National Center for Biotechnology Information (US) • EBI - European Bioinfromatics Institute (EU) • TIGR - The Genome Institute (US) • Sanger - Sanger Institute (UK) • UK-CropNet - The UK Crop Plant Bioinformatics Network (UK) • WU-BLAST - Washington University (US) 蛋白质蛋白质BlastP 核酸核酸tBlastX 核酸蛋白质tBlastN 蛋白质核酸BlastX 核酸核酸BlastN 数据库检测序列程序 BLAST程序选择 (Query) blastx (Database) nucleic acid ----------------------- protein | | blastn / tblastx blastp | | nucleic acid ------------------------ protein (Database) tblastn (Query) BLAST程序选择 如何BLAST • Prepare your query sequence • Select the right database • Adjust the parameters • Check the BLAST output • Make a summary 本地BLAST • Install the BLAST package • Create a database in FASTA format – Find a set of entries in EXPAsy or SRS – Download database from NCBI – Construct your own database • Make BLAST format database formatdb -i • Run BLAST locally Blastall -p -d -i query -o • Check BLAST output NCBI常用 BLAST数据库 • Nucleotide – Patent, EST, GSS, HTG, Chromosome, RefSeq,Non- redundant • Protein – Month, Patent, env_pr, PDB, SwissProt, RefSeq, Nun- redundant • Genome – Human, mouse, rat, chimp, cow, pig, dog, sheep, cat – Chicken, puffer fish, zebrafish – Fly, honey bee, other insects – Microbes, environmental samples – Plants, nematodes – Fungi, protozoa, other eukaryotes The great men behind BLAST • 1970 - Needleman &Wunsch, global alignment • 1978 - Dayhoff et al., PAM scoring matrix • 1981 - Smith & Waterman, local algorithm • 1985 - Lipman & Pearson, database search • 1987 - Lipman & Pearson, FASTA • 1990 - Altschul & Lipman, BLAST • 1992 - Steven Henikoff & Jorja G Henikoff, BLOSUM scoring matrix • 1997 - Altschul & Lipman, PSI BLAST PAM250 计分矩阵 C 1 2 S 0 2 T - 2 1 3 P - 3 1 0 6 A - 2 1 1 1 2 G - 3 1 0 - 1 1 5 N - 4 1 0 - 1 0 0 2 D - 5 0 0 - 1 0 1 2 4 E - 5 0 0 - 1 0 0 1 3 4 Q - 5 - 1 - 1 0 0 - 1 1 2 2 4 H - 3 - 1 - 1 0 - 1 - 2 2 1 1 3 6 R - 4 0 - 1 0 - 2 - 3 0 - 1 - 1 1 2 6 K - 5 0 0 - 1 - 1 - 2 1 0 0 1 0 3 5 M - 5 - 2 - 1 - 2 - 1 - 3 - 2 - 3 - 2 - 1 - 2 0 0 6 I - 2 - 1 0 - 2 - 1 - 3 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 2 5 L - 6 - 3 - 2 - 3 - 2 - 4 - 3 - 4 - 3 - 2 - 2 - 3 - 3 4 2 6 V - 2 - 1 0 - 1 0 - 1 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 - 2 2 4 2 4 F - 4 - 3 - 3 - 5 - 4 - 5 - 2 - 6 - 5 - 5 - 2 - 4 - 5 0 1 2 - 1 9 Y 0 - 3 - 3 - 5 - 3 - 7 -2 -4 -4 -4 0 -4 -4 -2 -1 -1 -2 7 10 W -8 -2 -5 -6 -6 -7 -4 -7 -7 -5 -3 2 -3 -4 -5 -2 -6 0 0 17 C S T P A G N D E Q H R K M I L V F Y W BLOSUM62 计分矩阵 C 9 S 0 4 T - 2 1 5 P - 3 - 1 - 1 7 A - 2 1 0 - 1 4 G - 3 0 - 2 - 2 0 6 N - 4 1 0 - 2 - 2 0 6 D - 5 0 - 1 - 1 - 2 - 1 1 6 E - 5 0 - 1 - 1 - 1 - 2 0 2 5 Q - 5 0 - 1 - 1 - 1 - 2 0 0 2 5 H - 3 - 1 - 2 - 2 - 2 - 2 1 - 1 0 0 8 R - 4 - 1 - 1 - 2 - 1 - 2 0 - 2 0 1 0 5 K - 5 0 - 1 - 1 - 1 - 2 0 - 1 1 1 - 1 2 5 M - 5 - 1 - 1 - 2 - 1 - 3 - 2 - 3 - 2 0 - 2 - 1 - 1 5 I - 2 - 2 1 - 3 - 1 - 4 - 3 - 3 - 3 - 3 - 3 - 3 - 3 1 4 L - 6 - 2 - 1 - 3 - 1 - 4 - 3 - 4 - 3 - 2 - 3 - 2 - 2 2 2 4 V - 2 - 2 0 - 2 0 - 3 - 3 - 3 - 2 - 2 - 3 - 3 - 2 1 3 1 4 F - 4 - 2 - 2 - 4 - 2 - 3 - 3 - 3 - 3 - 3 - 1 - 3 - 3 0 0 0 - 1 6 Y 0 - 2 - 2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 3 - 2 - 1 2 - 2 - 2 - 1 - 1 - 1 - 1 3 7 W - 8 - 3 - 2 - 4 - 3 - 2 - 4 - 4 - 3 - 2 - 2 - 3 - 3 - 1 - 3 - 2 - 3 1 2 11 C S T P A G N D E Q H R K M I L V F Y W 可选氨基酸替换计分矩阵 • EMBOSS – BLOSUM30, 35, …, 50, 62, 65, 70,…,100 – PAM10, 20, 30,…100, 110,…,500 • EBI WU-BLASTP – BLOSUM30, 35, …,50, 62, 65, 70,…,100 – PAM10, 20,…100, 110,…,500 • EBI FASTA – BLOSUM50, 62, 80 – PAM10, 20, 40, 120, 250 • EBI MPSrch – PAM10, 20,…100, 110,…,500 • NCBI BLASTP – BLOSUM62, 80, 45 – PAM30, 70 PAM10 ! PAM25 0 ! PAM50 0 ! BLOSUM90! BLOSUM62! BLOSUM30! C 1 0 ! 1 2 ! 2 2 ! 9 ! 9 ! 1 7 ! S 7 ! 2 ! 1 ! 5 ! 4 ! 4 ! T 8 ! 3 ! 1 ! 6 ! 5 ! 5 ! P 8 ! 6 ! 4 ! 8 ! 7 ! 11! A 7 ! 2 ! 1 ! 5 ! 4 ! "! G 7 ! 5 ! 4 ! 6 ! 6 ! 8 ! N 9 ! 2 ! 1 ! 7 ! 6 ! 8 ! D 8 ! 4 ! 3 ! 7 ! 6 ! 9 ! E 8 ! 4 ! 3 ! 6 ! 5 ! 6 ! Q 9 ! 4 ! 2 ! 7 ! 5 ! 8 ! H 1 0 ! 6 ! 4 ! 8 ! 8 ! 1 4 ! R 9 ! 6 ! 5 ! 6 ! 5 ! 8 ! K 7 ! 5 ! 4 ! 6 ! 5 ! 4 ! M 1 2 ! 6 ! 4 ! 7 ! 5 ! 6 ! I 9 ! 5 ! 3 ! 5 ! 4 ! 6 ! L 7 ! 6 ! 7 ! 5 ! 4 ! 4 ! V 8 ! 4 ! 3 ! 5 ! 4 ! 5 ! F 9 ! 9 ! 1 3 ! 7 ! 8 ! 1 0 ! Y 1 0 ! 1 0 ! 1 5 ! 8 ! 7 ! 9 ! W 1 3 ! 1 7 ! 3 4 ! 11! 11! 2 0 ! 常用计分矩阵比较
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