BLAST数据库检索.

N C B I在线B L A S T使用方法与结果详解IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】N C B I在线B L A S T使用方法与结果详解BLAST（BasicLocalAlignmentSearchTool）是一套在蛋白质数据库或DNA数据库中进行相似性比较的分析工具。

BLAST程序能迅速与公开数据库进行相似性序列比较。

BLAST结果中的得分是对一种对相似性的统计说明。

BLAST采用一种局部的算法获得两个序列中具有相似性的序列。

Blast中常用的程序介绍：1、BLASTP是蛋白序列到蛋白库中的一种查询。

库中存在的每条已知序列将逐一地同每条所查序列作一对一的序列比对。

2、BLASTX是核酸序列到蛋白库中的一种查询。

先将核酸序列翻译成蛋白序列（一条核酸序列会被翻译成可能的六条蛋白），再对每一条作一对一的蛋白序列比对。

3、BLASTN是核酸序列到核酸库中的一种查询。

库中存在的每条已知序列都将同所查序列作一对一地核酸序列比对。

4、TBLASTN是蛋白序列到核酸库中的一种查询。

与BLASTX相反，它是将库中的核酸序列翻译成蛋白序列，再同所查序列作蛋白与蛋白的比对。

5、TBLASTX是核酸序列到核酸库中的一种查询。

此种查询将库中的核酸序列和所查的核酸序列都翻译成蛋白（每条核酸序列会产生6条可能的蛋白序列），这样每次比对会产生36种比对阵列。

NCBI的在线BLAST：下面是具体操作方法1，进入在线BLAST界面，可以选择blast特定的物种（如人，小鼠，水稻等），也可以选择blast所有的核酸或蛋白序列。

不同的blast程序上面已经有了介绍。

这里以常用的核酸库作为例子。

2，粘贴fasta格式的序列。

选择一个要比对的数据库。

关于数据库的说明请看NCBI在线blast数据库的简要说明。

一般的话参数默认。

3，blast参数的设置。

注意显示的最大的结果数跟E值，E值是比较重要的。

blast应用实例Blast是一种常用的生物信息学工具，用于比对和分析生物序列。

它可以将一个或多个查询序列与数据库中的目标序列进行比对，通过比对结果提供有关序列相似性、保守区域和功能注释的信息。

以下是Blast应用的一些实例：1.从NCBI数据库搜索相似序列：Blast可以用于从NCBI的数据库中搜索与给定序列相似的序列。

例如，如果我们有一个未知的蛋白质序列，我们可以使用Blast将其比对到NCBI的非冗余蛋白质数据库上，以找到与之相似的蛋白质序列。

这对于鉴定新的蛋白质家族、推断功能等非常有用。

2.基因注释：Blast可以用于对新的基因序列进行功能注释。

例如，通过比对一个未知的DNA序列到已知的基因组序列数据库，我们可以获得对应的基因区域、编码蛋白质以及可能的功能信息。

这对于基因组学研究和药物研发很重要。

3.遗传多样性分析：Blast也可以用于研究不同物种或个体之间的遗传差异。

通过比对DNA或RNA序列，可以鉴定不同物种或个体之间的变异位点。

这对于研究进化、种群遗传学和物种鉴定具有重要意义。

4.病原体识别：Blast可以用于快速识别和鉴定病原体。

通过比对未知的病原体序列到已知的病原体数据库，可以确定其种类和亚型。

这对于疾病的诊断和流行病学研究非常有帮助。

5.系统发育分析：Blast在系统发育学中也被广泛应用。

通过比对多个物种的DNA或蛋白质序列，可以构建物种间的进化关系树。

这对于研究生物的进化历史和亲缘关系具有重要意义。

6.基因工程：Blast可以用于在已知的基因库中寻找与目标序列相似的基因。

这对于基因工程和生物治疗的设计和优化非常有用。

通过比对获取相关蛋白质、启动子、调控序列等信息，可以进行目标基因的定向改造和调节。

7.基因家族研究：Blast可以用于鉴定和研究特定基因家族。

通过比对已知基因家族的代表性成员，可以找到其他类似的基因序列。

这对于研究基因家族的进化、功能和调控具有重要意义。

8.转录因子结合位点预测：Blast可以用于识别和预测转录因子结合位点。

实习 4 ：BLAST相似序列的数据库搜索学号20090**** 姓名****** 专业年级生命生技****实验时间2012.6.19 提交报告时间2012.6.20实验目的：学习使用BLAST在数据库中搜索相似序列实验内容：使用NCBI上面的BLAST程序进行相似性序列搜索：1.把核酸序列利用BLASTN搜索相似核酸序列；2.把蛋白质序列对应的蛋白质利用BLASTP搜索相似蛋白质序列；3.把核酸序列利用BLAST搜索相似蛋白质序列并与BLASTP比较，体会差异：4.把蛋白质序列利用TBLASTN搜索相似核酸序列并与BLASTN比较，体会差异：5.把核酸序列利用TBLASTX搜索相似核酸序列并与BLASTN比较，体会差异。

作业：1. 找一条你感兴趣的核酸序列（可以是前面搜索到的同源核酸序列中任意一条），通过BLASTN搜索NR数据库，说明你的参数如何设置，分析搜索结果包含哪些信息。

答：使用的序列为：智人胰岛素（INS）>gi|297374822|ref|NM_001185098.1| Homo sapiens insulin (INS), transcript variant 3, mRNA。

Algorithm parameters设置如下：参数：Enter Query Sequence——NM_001185098Choose Search Set——Database: Nucleoctide collection(nr); Exclude: √Models(XM/XP),√Uncultured/environmental ample sequencesProgram Selection——Optimize fot: Highly similar sequences展开“Algorithm parameters”，依次设置：General Parameters——Max target sequence：100; Short queries：√; Expect threshold：10;Word size：28; Max matches in a query range:0Scoring Parameters——Matrix/Mismatch Scores:1,-2; Gap Costs: LinearFilters and Masking——Filter: √Low complexity regions; √Mask: mask for lookup table only搜索结果分析：使用智人胰岛素（INS）>gi|297374822|ref|NM_001185098.1| Homo sapiens insulin (INS), transcript variant 3, mRNA搜索NR数据库，搜索出100条符合条件的序列，序列来自的物种包括了Homo sapiens，Pan troglodytes，Gorilla gorilla，Pongo abelii，Pongo pygmaeus，Mus musculus等，其中根据得分高低排列，前7条序列如下所示：NM_001185098.1 Homo sapiens insulin (INS), transcript variant 3, mRNANM_001185097.1 Homo sapiens insulin (INS), transcript variant 2, mRNANM_000207.2 Homo sapiens insulin (INS), transcript variant 1, mRNANG_007114.1 Homo sapiens insulin (INS), RefSeqGene on chromosomeAC132217.15 Homo sapiens chromosome 11, clone RP11-889I17, complete sequenceBC005255.1 Homo sapiens insulin, mRNAJ00265.1 Human insulin gene, complete cds上述序列的“Max ident”均为100%或99%，且E-Value值很低，可见搜索出来的序列与QUERY序列匹配的相似度很高。

BLAST使用方法BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）是一种用于比较生物学序列的工具，可以在数据库中查找类似序列，并计算它们之间的相似度。

BLAST可用于寻找相似的基因、蛋白质序列、DNA序列等，以及用于确定序列的功能和进化关系。

本文将介绍BLAST的使用方法。

2. 准备序列：在使用BLAST之前，你需要准备你想要比较的序列。

可以是DNA序列、蛋白质序列或其他生物学序列。

可以从公共数据库如NCBI的GenBank中获取序列，也可以使用你自己的实验数据。

3.选择数据库：BLAST使用数据库来存储和检索序列。

常见的数据库包括NCBI的NT数据库（核苷酸数据库），NR数据库（非冗余蛋白质数据库）等。

根据你的研究需要，选择适合你的数据库。

你也可以建立自己的数据库，将实验室内部的数据添加到其中。

4.运行BLAST：使用BLAST的命令行接口或网页界面，输入你的序列和数据库信息，运行BLAST。

下面是使用命令行接口运行BLAST的示例：`$ blastn -query sequence.fasta -db nt -out result.txt`在这个命令中，`blastn`是BLAST程序的名称，`sequence.fasta`是包含你的序列的FASTA文件，`nt`是数据库的名称，`result.txt`是结果输出的文件。

如果使用网页版BLAST，你只需将序列和数据库信息输入网页表单，点击运行即可。

5.解析结果：BLAST运行完成后，会生成一个结果文件，其中包含比对结果和相似度分数。

你可以使用BLAST提供的工具来解析和可视化这些结果，以便进一步分析。

结果中通常包括比对的相似度分数、比对的位点、比对的长度、匹配的碱基或氨基酸序列等。

通过分析结果，你可以确定序列的功能和进化关系，或者寻找可能的同源序列。

6.参数调整：BLAST提供了许多参数用于调整比对过程和结果的特性。

BLAST序列相似性检索<zt>序列类似性检索就是将新测定的核酸或蛋白质序列对核酸或蛋白质序列数据库进行检索，找出与之相似的序列，从而评判新测定的序列是重复别人的工作，还是在前人的基础上有所创新，或是发现了新的序列。

现在用于序列类似性检索的软件很多，下面主要介绍GenBank的序列类似性检索工具棗BLAST。

1. BLAST简介BLAST是Basic Local Alignment Search Tool的英文缩写，意即碱基局部对准检索工具，是一种序列类似性检索工具。

它采用统计学记分系统，能将真正配对的序列同随机产生的干扰序列区别开来；同时采用启发式算法系统，即采用的是局部对准算法(Local Alignment Algorithm)，而不是全序列对准算法(Global Alignment Algorithm)。

全序列对准算法是在检索结果中两个被比较序列所有片断均类似；而局部对准算法是找出两个被比较序列的“最类似”片断，并得出可能只包含两个序列的某个部分的对准结果。

在BLAST的基础上，NCBI又开发了BLAST 2.0、Gapped BLAST和PSI-BLAST。

BLAST 2.0•是一种新的BLAST 检索工具，它对BLAST作了改进，运行速度更快，灵敏度更高，同时具有Gapped BLAST和PSI-BLAST两种软件的新功能。

Gapped BLAST允许在对准的序列中引入空位(•碱基缺失或插入)，引入“空位”(Gaps)意味着在比较两个相关序列时不会出现中断(Break)现象。

这些空位对准的记分系统更能反映相关序列的类似程度。

PSI-BLAST的全称是Position-Specific •Iterated BLAST，意即特殊位置重复BLAST，它提供了自动、易用的概貌(Profile)检索，是查找序列同源(Sequence Homologues)的有效方法。

目前，PSI-BLAST•仅用于比较蛋白质查询序列与蛋白质数据库中的序列的类似程度。

BLAST数据库相似性搜索姓名________ 学号______________ 组号_____ 日期________年___月___日1.以人血红蛋白beta亚基（HBB_HUMAN）为检测序列，搜索Swiss-Prot数据库，找出灵长目动物（Primates）中与HBB_HUMAN序列相似性高于90%（Identity>90%）的beta珠蛋白（beta globin）。

2.以人血红蛋白alpha亚基（HBA_HUMAN）为检测序列，用BlastP搜索Swiss-Prot数据库，改变种子序列字长（Word size）和计分矩阵（Scoring matrix），找出人珠蛋白家族12个成员。

3.以人血红蛋白alpha亚基（HBA_HUMAN）为检测序列，用PSI-Blast搜索Swiss-Prot数据库，找出人珠蛋白家族成员脑红蛋白（Neuroglobin）。

4.以人血红蛋白alpha亚基（HBA_HUMAN）为检测序列，用DELTA-Blast搜索Swiss-Prot数据库，找出人珠蛋白家族成员脑红蛋白（Neuroglobin）。

5.以人血红蛋白alpha亚基（HBA_HUMAN）为检测序列，用tBlastN搜索RefSeq数据库中人珠蛋白家族mRNA序列，提取其编码区序列，进行多序列比对，分析结果。

6.以人血红蛋白alpha亚基（HBA_HUMAN）为检测序列，搜索RefSeq数据库中人、小鼠和大鼠三个物种珠蛋白家族mRNA序列，提取其编码区序列，进行多序列比对，分析结果。

7.查阅Blast网站帮助文档和相关文献，结合Blast算法，归纳总结Blast数据库相似性搜索的用法8.结合本人课题研究中的实例，说明Blast具体应用。

9.本地BLAST（选做题）1)下载玉米转录因子蛋白质序列和编码区核苷酸序列数据，构建本地BLAST数据库。

2)以拟南芥转录因子SPL3蛋白质序列为检索序列，用BlastP搜索玉米转录因子蛋白质序列中相似序列，用tBlastN搜索玉米转录因子编码区序列中相似序列，分析结果。

实验三数据库搜索—BLAST1. Nucleotide BLAST在Nucleotide中输入登录号搜索人类MAPK9（NM_139069.2）基因，send to 为coding sequences，作为Query 序列，或者下载complete sequences，在Blastn 中限制序列搜索范围为272-1420（编码区）。

分别用megablast, discontiguous megablast 和 blastn 进行搜索。

这三个搜索的参数不同之处，主要体现在单词单位，megablast的单词单位默认为28，可选范围从16-256， discontiguous megablast的单词单位默认为11，可选为11和12， blastn单词单位默认为11，可选范围为7,11和15。

Megablast 可以快速搜索到与query 高度相似的序列；discontiguous megablast用于寻找与 query 高度相似的序列; blastn则用于寻找与 query 有一定相似度的序列。

单词单位越小，敏感度越高，也就是说，Megablast敏感度最差，discontiguous megablast 居中，blastn 最高。

Megablast的搜索速度最快，discontiguous megablast居中，blastn最差。

三个搜索所搜索到的相似序列的数量，相似性范围和分值范围都有很大差异，具Methods Number Identity（%）Max score Megablast154172-10073.1-2122 discontiguous megablast652763-10044.6-2073 blastn116676310044.6-2073截取30bp的片段进行blastn搜索，默认参数设置如下图：搜索后，实际参数如下图，主要对word size, expect value进行了调整，这是因为我们了选中automatically adjust parameters for short input sequences，在所搜索的片段长度比较小时，数据库中随机情况下找到高度相似甚至相同的局部比对（HSPs）的可能性非常高，系统自动将 word size 调小，提高敏感度，而将 E-value 调大，确保有搜索结果出现。

blast和clustal的原理一、引言Blast和Clustal是生物信息学领域中常用的两种序列比对工具。

Blast 主要用于快速查找数据库中与给定序列相似的序列，而Clustal则用于多个序列之间的比对。

本文将分别介绍Blast和Clustal的原理。

二、Blast原理1. 基本概念Blast全称为Basic Local Alignment Search Tool，是一种常用的序列比对工具。

其基本思想是通过寻找两条序列之间最长的局部匹配来确定它们之间的相似性程度。

2. 搜索算法Blast搜索算法主要分为两步：预处理和搜索。

预处理阶段，将数据库中所有序列进行预处理，生成索引文件。

这个过程称为建立BLAST数据库。

这个过程通常耗时较长，但只需要执行一次。

搜索阶段，将查询序列与索引文件进行比对，并找出最佳匹配结果。

这个过程通常很快，可以在几秒钟内完成。

3. 基本流程Blast基本流程如下：（1）将查询序列切成多个长度相等的片段；（2）将每个片段与数据库中所有序列进行比对，并计算得分；（3）根据得分排序，并选择最高得分的前N条结果返回。

4. 常用算法Blast有多种算法，其中最常用的是BLASTP、BLASTN、BLASTX、TBLASTN和TBLASTX。

（1）BLASTP：用于比对蛋白质序列与蛋白质数据库中的序列；（2）BLASTN：用于比对核酸序列与核酸数据库中的序列；（3）BLASTX：用于比对核酸序列的翻译产物与蛋白质数据库中的序列；（4）TBLASTN：用于比对蛋白质序列与核酸数据库中的翻译产物；（5）TBLASTX：用于比对核酸序列与核酸数据库中的翻译产物。

三、Clustal原理1. 基本概念Clustal全称为Cluster Analysis，是一种常用的多序列比对工具。

其基本思想是通过寻找多条序列之间最长的共同片段来确定它们之间的相似性程度。

2. 比对算法Clustal比对算法主要分为两步：预处理和多重比对。