药物生物信息学-2021（研究生课程）

郑珩

目录

  • 1 第一章 生物信息学概述
    • 1.1 视频：引言“生物信息学与药物开发”
    • 1.2 视频：人类基因组计划与生物信息学
    • 1.3 视频：人类基因组测序的策略
    • 1.4 第一章 第一节生物信息学及其发展
    • 1.5 直播课视频：第一节生物信息学概述
    • 1.6 第一章 第二节 生物信息学研究领域
    • 1.7 直播课视频：第二节 生物信息学研究领域
    • 1.8 第一章 第三节 生物信息学在药学领域的应用
    • 1.9 直播课视频：第三节 生物信息学在药学领域应用
    • 1.10 第一章 习题
    • 1.11 资料:An explosion of bioinformatics careers
  • 2 第二章 生物信息学数据库
    • 2.1 视频：序列数据检索
    • 2.2 视频：蛋白质结构检索
    • 2.3 第二章 第一节 数据库的基本概念
    • 2.4 第二章 第二节 核酸序列数据库
    • 2.5 直播课视频：第二章核酸序列数据库
    • 2.6 第二章 第三节 蛋白质序列数据库
    • 2.7 第二章 第四节 蛋白质结构数据库
    • 2.8 直播课视频：第二章蛋白质数据库
    • 2.9 视频：pymol软件安装
    • 2.10 视频：pymol绘制蛋白质结构
    • 2.11 直播课视频：PDB结构文件及结构绘制
    • 2.12 直播课视频：其他蛋白质数据库
    • 2.13 第二章 习题
    • 2.14 资料:Database resources of NCBI
    • 2.15 资料：DRAMP2.0, an antimicrobial peptide database
    • 2.16 资料：Computational resources and tools for AMPs
  • 3 第三章 序列比对和相似性搜索
    • 3.1 视频：本周话题_寻找科学亚当
    • 3.2 视频：新冠溯源
    • 3.3 视频：序列比对
    • 3.4 视频：blast搜索
    • 3.5 视频：用mega软件构建进化树
    • 3.6 直播课视频：序列比对
    • 3.7 第三章 第一节 概述
    • 3.8 第三章 第二节 序列比对算法
    • 3.9 第三章 第三节 多重序列比对
    • 3.10 第三章 第四节 相似性搜索
    • 3.11 第三章 第五节 分子进化研究
    • 3.12 第三章 习题
    • 3.13 资料：Site-directed mutagenesis
    • 3.14 资料：菌种筛选与鉴定
  • 4 第四章 测序技术的发展
    • 4.1 视频：DNA测序发展简介
    • 4.2 第四章  第一节 DNA测序简史
    • 4.3 第四章 第二节 三代测序原理
      • 4.3.1 视频：sanger双脱氧链终止法测序
      • 4.3.2 视频：Illumina法测序原理
      • 4.3.3 视频：Ion torrent 测序原理
      • 4.3.4 视频：Helicos高通量单分子测序原理
      • 4.3.5 视频：Pacbio SMRT测序原理
      • 4.3.6 视频：牛津纳米孔测序原理
    • 4.4 第四章 第三节 测序技术的应用
    • 4.5 直播课视频：DNA测序技术
    • 4.6 直播课视频：测序技术（二）
    • 4.7 第四章  习题
    • 4.8 资料：Identification of a novel candidate gene for hearing loss
  • 5 第五章 基因组信息学
    • 5.1 视频：蛋白质编码区分析
    • 5.2 第五章 第一节 基因结构
    • 5.3 直播课视频：基因结构介绍
    • 5.4 第五章 第二节 基因结构预测分析
    • 5.5 直播课视频：基因结构预测分析
    • 5.6 直播课视频：引物设计
    • 5.7 第五章 第三节 新基因的发现及功能预测
    • 5.8 第五章 第四节 非编码RNA
    • 5.9 直播课：非编码RNA
    • 5.10 第五章 习题
    • 5.11 资料：利用基因组数据挖掘发现新抗生素
  • 6 第六章 蛋白组信息学
    • 6.1 视频：蛋白质三级结构预测
    • 6.2 视频：同源模建
    • 6.3 视频：二维凝胶电泳
    • 6.4 视频：MALDI-TOF原理
    • 6.5 第六章 第一节 蛋白质组成及物理性质分析
    • 6.6 第六章 第二节 蛋白质二级结构预测
    • 6.7 第六章 第三节 特殊结构或结构特征分析
    • 6.8 第六章 第四节 蛋白质三级结构预测
    • 6.9 第六章 第五节 蛋白质功能预测
    • 6.10 直播课：蛋白质分析
    • 6.11 直播课：蛋白质三级结构预测
    • 6.12 第六章 习题
    • 6.13 资料：Highly accurate protein structure prediction  with AlphaFold
    • 6.14 资料：Asp120Asn mutation impairs the catalytic activity of NDM-1
  • 7 第七章 计算机辅助药物设计
    • 7.1 视频：定量构效关系
    • 7.2 第七章 第一节 概述
    • 7.3 第七章 第二节 生物信息学在药靶发现中应用
    • 7.4 第七章 第三节 计算机辅助药物设计
    • 7.5 直播课：分子对接
    • 7.6 直播课：定量构效关系
    • 7.7 第七章 习题
    • 7.8 资料：Rational design of aminoacyl-tRNA synthetase
    • 7.9 资料：3D Structure Based Model
  • 8 第八章 新药研发中的生物信息学软件
    • 8.1 第八章 生物信息分析软件
    • 8.2 第八章 MOE软件及其应用
      • 8.2.1 视频：基于结构的生物药物设计
      • 8.2.2 视频：MOE在抗体人源化上应用
      • 8.2.3 视频：MOE在抗体亲和力成熟上应用
      • 8.2.4 视频：MOE在多肽设计上的应用
      • 8.2.5 直播课：使用MOE进行抗体模拟及对接
    • 8.3 第八章 Discovery Studio软件及其应用
      • 8.3.1 视频：DS简介和特色
      • 8.3.2 视频：DS2020新功能
      • 8.3.3 视频：DS软件进行同源模建
      • 8.3.4 视频：DS在抗体成药性评价上的应用
      • 8.3.5 视频：DS在多肽设计领域应用1
      • 8.3.6 视频：DS在多肽设计领域的应用2
      • 8.3.7 视频：DS在分子动力学模拟上的应用
    • 8.4 第八章 习题
  • 9 第九章 宏基因组学
    • 9.1 第九章 第一节 宏基因组概述
    • 9.2 第九章 第二节 宏基因组研究案例
    • 9.3 第九章习题
直播课视频：引物设计

引物设计通常有两大方面的应用，一个是用于诊断和检测，如新冠核酸试剂检测所用的荧光定量PCR中，这一应用要求引物特异性高，不能有非特异性的结合，以免引起假阳性扩增。同时要求扩增效率高，以提高检测的灵敏度，扩增序列通常为某个基因内部高度保守，且和其它生物基因序列有差异的片段，扩增长度较短，如300bp左右。

另一种是用于基因的克隆表达，例如扩增表达新冠病毒spike蛋白基因用于疫苗或者抗体的研究等，本直播课程主要介绍了基因克隆表达时引物的设计原则，并以扩增spike蛋白为例，详细介绍了相关引物设计软件的应用，以及引物设计的原则。


引物设计可以使用primer premier软件商业软件，也可以使用免费的共享软件，如perlprimer：https://mooc1.chaoxing.com/coursedata/sharedResource?key=NTSYn%2Bw55RORXZEJVe716I1/N8n9v6U6GPTxlOQ3ku8%3D

在本例中使用了pET22b质粒载体，该载体的详细说明可以参看以下文档，下载地址为：https://mooc1.chaoxing.com/coursedata/sharedResource?key=nSl9V7UaWZSbvsG9wQOVm9BRKdKBu57SYiU1KRdspUk%3D


对于酶切效率，同学们可以参看下面的文档