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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:眼是光转换的视觉器官,通常考虑将其作为一个生物力学结构.眼睛是眼内肌和眼外肌产生压力的系统,具有复杂的内血管系统,产生流体和溶合物的传导系统.从生物力学角度看,眼存在固体生物力学、流体生物力学和生物传输等问题.本综述中,介绍眼睛有意义的生物固体力学各方面研究成果及尚待解决的问题,其研究对象为巩膜、角巩膜、角膜、视网膜、筛板以及眼调节和老花.回顾测量巩膜力学性质和角巩膜应力-应变性质模型的有关研究成果,然后论述这些研究成果的应用.巩膜力学另一重要应用是对近视的了解,即眼的轴长过长使长距离光线不能够清晰聚焦于视网膜而引起近视.角膜生物力学一个显著的应用是预测激光切开剖面手术,它将使屈光角膜手术达到最优的术后视敏度.筛板是眼中最具有生物力学研究兴趣的组织之一,它是跨过巩膜管的多孔的结缔组织.推导出青光眼的视神经病的力学理论.证据表明围绕着睫状肌的结蹄组织发生变化可能妨碍它的自由收缩的能力,因此老花的病理学原因可能是多因素的....
摘要:通过局部软组织力-位移测试系统,对正常对照组、颈痛组的局部软组织力和位移定量检测;同时用目前诊断颈痛的方法作为对照,对局部软组织生物力学测试诊断颈痛的准确性、可靠性及临床作出评价,试图为颈部疼痛的诊断提供生物力学定性、定量指标....
摘要:细胞受力后会有很多反响,作者介绍当前对细胞施加机械力的多种试验方法以及受试后的各种反响.其中内容主要包括激活离子通道、对细胞膜上蛋白分子的作用、对内皮细胞ICAM-1表达的影响、对细胞骨架的作用、对内皮细胞ICAM-1表达的影响、剪切力作用原癌基因c-fos和c-myc的表达等....
摘要:模体是刻画蛋白质家族组成结构和执行功能的重要部分,但是对于通过各种生物信息学方法识别出的模体,目前没有很好的办法辨别真假和优劣.文中提出一种新的模体评价策略,从分类器的观点出发,对不同方法在同一个蛋白质家族上建立的不同模体进行比较,从而推断出最具有生物意义的模体.本文在PROSITE数据库中选取7个细胞因子家族,采用MEME和HMMER两种模体识别方法分别识别每个家族的模体,将每个模体看作一个分类器,通过计算同一家族的每个模体的敏感性和特异性并比较它们对应的接收机操作特性曲线,进而比较不同模体,确定真的模体和排除假的模体,从而获得每个蛋白质家族的最佳模体的模型.这种策略可以应用于对任意蛋白质家族模体识别结果的评价.此外,还可以利用最佳模体搜索数据库的结果预测每个家族的新成员....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:对病毒种内和种间基因组的比较分析能获得很多关于病毒起源与演化的信息.对17株SARS-CoV的种内基因组变异分析发现共有137个变异位点,估算出SARS-CoV的突变率为8.04×10-3核苷酸替换/位点/年.变异位点在基因组上的分布不均匀,变异位点最多的是基因组中编码S1蛋白的区域,而在编码依赖于RNA的RNA聚合酶区域中几乎没有变异位点.核苷酸和氨基酸替换的偏性预示变异可能不仅仅是由随机漂变产生.对冠状病毒种间基因组结构比较分析发现,SARS-CoV的基因组结构与IBV很相似;而保守基因系统发育分析表明,SARS-CoV属于冠状病毒的一个新分支,并且与血清型第二组冠状病毒进化关系较近.对其他某些分子特征的分析发现,在不同的方面SARS-CoV和不同组冠状病毒有不同的相似点.进一步对基因组非保守开放阅读框(ORF)的基序(motif)和跨膜区分析发现,各组冠状病毒基因组中位于基因S-E间的非保守ORF可能是同源的,但不是绝对必要的;而IBV和SARS-CoV的基因组中位于基因M-N间ORF可能不是同源的.综合分析SARS-CoV与3组血清型冠状病毒进化关系、宿主分布,以及SARS-CoV和IBV的s2m的进化关系,可以推测SARS-CoV有可能来自禽类....
[博士论文] 杜春娟
流体力学 北京工业大学 2005(学位年度)
摘要:细胞因子(Cytokine)是机体的免疫细胞和非免疫细胞合成并分泌的小分子量的多肽类因子,能调节多种细胞生理功能,在生长发育、机体免疫等过程中起着非常重要的调控作用。从第一个细胞因子被发现以来,细胞因子相关的研究一直是国际免疫学研究的热点问题。细胞因子的研究有助于阐明分子水平的免疫调节机制,有助于疾病的预防、诊断和治疗,利用细胞因子治疗肿瘤、感染、造血功能障碍以及自身免疫病等已有了初步成效。因此,新型细胞因子的发掘与研究具有深远而广泛的理论意义和实际应用价值。随着生物信息学的迅速发展,细胞因子的研究不再单纯依靠实验手段。到1990年代末期,新型细胞因子的发掘越来越多地借助于生物信息学工具的指导。以白介素(Interleukin,IL)为例,从2000年至今,至少有IL19~IL32等十几种新型白介素得以发现。在此过程中,生物信息学的序列分析和数据库搜索等手段发挥了重要作用。但是,一方面,已有研究中的大部分方法依赖于一些机构自主开发的商业化的数据库,普通研究者无法获得使用机会,限制了细胞因子发掘工作的长足发展;另一方面,已有研究中的生物信息学方法往往只是简单应用,缺乏对细胞因子相关数据的系统而深入地挖掘。 利用生物信息学手段进行新型细胞因子发掘工作的主要瓶颈问题在于,细胞因子家族进化速率高,家族成员序列保守性低(相似程度一般在30%左右),因此采用传统方法通过BLAST工具搜索数据库难以发现数据库中蛋白质家族的远同源关系的新成员。然而,细胞因子家族在保持结构和功能的相似时,在较长序列上仍然会保留少数相似位点的痕迹。基于此,本文提出一个细胞因子发掘的生物信息学策略,通过模体(Motif)识别刻画细胞因子家族的特征来发掘新型细胞因子。 本文首先比较分析了当前常用的几种模体识别方法。重点阐述了MEME、GreedyEM、HMM和PSTs等四种模体识别方法的特点,发现MEME和HMM方法更具优势。于是,文中提出一种新的模体评价策略来定量分析这两种方法的优劣。把模体看作分类器(Classifier),模体对数据集的搜索看作分类器对数据集中序列的分类。选择了PROSITE数据库中的七个细胞因子家族作为七个数据集,分别采用MEME和HMM方法对每个训练集进行模体识别。通过计算每个数据集上模体的敏感性和特异性以及比较它们对应的接收机操作特性曲线(ReceiverOperatingCharacteristicCurves),比较了不同模体的优劣。最终发现MEME和HMM任何一种方法都没有绝对的优势。因此必须根据对训练集的具体分析选择不同的模体识别方法。 其次,模体识别效果的好坏,既取决于模体识别方法的选择,也取决于蛋白质家族训练集的选择。根据是否具有直接或间接参与机体的造血调控功能,本文选择了造血细胞因子家族为一个训练集;通过结合文献和已知三级结构的细胞因子的分类,文中将细胞因子家族按照结构分类做了补充和完善,并根据结构分类选择短链和长链4α螺旋家族为两个结构训练集;另外还选择了功能和结构均保守的IL10家族作为训练集。为了观察细胞因子家族的保守位点和家族成员之间的亲缘关系,对四个训练集的蛋白质序列分别进行了多重比对和进化树分析。由于MEME方法对这四个家族的搜库结果假阳性过高,本文选择HMM方法对四个细胞因子家族构建HMM模体。根据不同训练集的特点,对造血细胞因子家族的两个训练集建立了六个HMM,对其他三个家族的细胞因子分别建立一个HMM。每个模体对三个蛋白质序列数据库:全物种的SWISS-PROT数据库、人源的IPI数据库和人源的Nr数据库进行搜索,识别每个数据库中与模体匹配的蛋白质,并去除冗余,获得待筛选的候选蛋白质。 最后,在数据库搜索的结果中筛选和预测可能的细胞因子是比较艰难的工作,并没有现成的标准可供直接利用。从计算的角度出发,判断搜库结果的好坏主要看搜库获得的蛋白质与已知模体匹配的得分和统计的E值。得分越高,E值越低,模体与蛋白质序列匹配的越好。也就是说,两者的匹配缘于偶然的可能性越小。同时,训练集家族的固有的生物学特征是判断搜库获得的蛋白质(目标蛋白质,Subjectprotein)是否与建模家族有关的重要依据。目标蛋白质与建模家族细胞因子具有相同或相近的生化特征越多,目标蛋白质就越可能是新型细胞因子。细胞因子的特点是低分子量分泌型蛋白,分子量大多在15kD到30kD之间。虽然序列相似性很低,但是同一家族细胞因子成员在二级结构上比较相近,并且部分细胞因子的染色体定位聚于一簇,细胞因子的分子量、等电点、疏水性值的范围也比较类似。因此,为了提高细胞因子预测的精度和分析、解释数据库搜索结果的客观性,文中提出了根据已知细胞因子家族的蛋白质特征进行筛选搜索数据库的结果中目标蛋白质的标准,主要包括蛋白质的序列长度、染色体定位、二级结构、分子量、等电点、疏水性及是否含有已知结构域等。在分析造血细胞因子家族、短链4α螺旋家族、长链4α螺旋家族和IL10家族四个细胞因子家族的生化特征的同时,提取和分析了目标蛋白质的生化特征。并结合搜索数据库的得分、E值和生化特征的比较,对每个家族的搜索结果蛋白质成为细胞因子家族新成员的可能性或具有类似细胞因子功能的可能性做出客观地解释和推断。 此外,本文还包含了SARS-CoV的进化起源的研究内容。2002年11月到2003年6月间,一种新型冠状病毒(被广泛称为SARS-CoV)突然出现,并很快肆虐全世界。为了研究、预防该病毒,弄清其来源成为当时广受关注的问题。本文研究了SARS-CoV种内基因组的变异以及各冠状病毒的基因组结构、保守基因、非保守ORF以及3'UTR的s2m模体,系统地论述了SARS-CoV种内的变异情况及其与其他冠状病毒间的进化关系。从SARS-CoV与三组血清型冠状病毒进化关系、宿主分布,以及SARS-CoV和IBV的s2m的进化关系上,可以推测SARS-CoV有可能来自禽类。 综上所述,本文建立了利用模体识别来发掘新型细胞因子的策略,并采用该策略预测了四个细胞因子家族的新成员。同时,应用模体分析研究了SARS-CoV的系统发育,并推测其来源。
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