摘要:对生物信息学的产生背景及概念进行论述,对生物信息学、计算生物学、基因组信息学等概念进行区别,重点对生物信息学的研究内容进行综述,并对研究的热点问题进行讨论,最后对发展前景提出展望。
关键词:生物信息学;基因组信息学;蛋白质结构预测;药物设计生物信息学的起源生物信息学是20世纪80年代末随着人类基因组计划的启动而兴起的一门新的交叉学科。
基因组学的出现始于1986年，美国Johns Hopkins大学著名人类遗传学家和内科教授McKusick创造了基因组学（Genomics）这个名词，意指从基因组水平研究遗传的学科。
虽然基因组信息量在生物总信息量中占有极大的比重，但是，生物信息并不仅限于基因组信息，生物信息学也并不等同于基因组信息学。
目前，我们普遍认为生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言，找到代表蛋白质和DNA基因的编码区，特别是阐明非编码区的实质，从而认识生物有机体代谢、发育、分化和进化的规律；同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构的模拟和预测，然后依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。
因此，现代生物信息学主要包括3个重要内容，它们分别是基因组信息学、蛋白质的结构模拟以及药物设计。
从20世纪90年代以来,随着各种生物基因组测序计划的展开与分子结构测定技术的突破以及Internet的普及，无数的生物学数据如雨后春笋般迅速涌现。
2001年2月12日，美国Celera公司与美国国家人类基因组计划分别在Science和Nature上公布了人类基因组的精细图谱及其初步分析结果。
2002年4月5日出版的Science杂志又把水稻基因组的序列框架图公布出来。
2002年8月23日出版的Science杂志公布了河豚的全基因组序列。
到目前为止，已经测出了上百种生物体的完整基因组序列。
如何分析这些从实验过程中获得的大量原始数据,并从中获得与生物结构、功能相关的有用信息是当前困扰理论生物学家的一个棘手问题。
第一章生物信息学是生命科学、计算机科学、现代信息科学、数学、物理学以及化学等多个学科交叉结合形成的一门新学科，是利用信息技术和数学方法对生命科学研究中的生物信息进行存储。
检索和分析的科学。
1982年创建了GenBank数据库。
（1）序列数据资源：储存了生物信息学研究的原始数据，是生物信息学存在和发展的基础。
（2）序列比对与比对搜索：相似性分析是生物信息学最早涉及的问题之一。
常用的分析方法是序列比对。
（3）基因组结构注释（4）分子系统发生分析：系统发生关系是表示物种进化关系的参考依据。
通过分析分子水平的序列数据，可以了解物种系统发生的关系，目前常用树的形式来表示不同物种间的进化关系。
（5）蛋白质结构：蛋白质的空间结构是其行使功能的基础。
（6）蛋白质序列分析与功能预测。
（7）微阵列数据分析：微阵列是一种重要的基因表达高通量检测技术。
（8）蛋白质组数据分析：高通量的蛋白质组工程能够大范围地确定蛋白质功能，能确定蛋白质在哪种特殊的生理条件下会出现，还能确定那些蛋白质之间有相互作用。
（9）疾病相关研究：寻找疾病相关基因是认识疾病发生机理、研制疾病的基因诊断与防治手段的基础，也是人类基因组研究的重要手段。
（10）SNP芯片及深度测序数据分析。
视黄醇结合蛋白是一个相对分子质量小、被大量分泌的蛋白质，能结合血液中的视黄醇。
性质：①在多个物种中有许多蛋白质和RBP4同源，包括人、小鼠和鱼总的蛋白质。
②也有许多人类蛋白质额RBP4紧密相关，它们和RBP4的家族成为lipocalin家族——一群多样的小配体结合蛋白，它们倾向于分泌到细胞外空间。
③有细南的lipealin 蛋白，它们在对抗生素的抗性中起作用。
编码细菌lipocalin 的基因可能是一古老基因，它通过水平基因转移的过程进人真核生物基因组。
④些lipocalin 蛋白的表达水平受到显著的调控。
⑤lipealin 蛋白小而丰富，并且是可溶性的，它们的生物化学性质已被详细研究，许多蛋白质的三维结构也以x线晶体街射的方法被解析出来。
