蛋白质组学网-生物信息系统

     随着人类基因组计划的实施，生命科学的研究已进入后基因组时代，其研究的重点由结构基因组学开始向功能基因组学转移。蛋白质组学的研究无疑是今后生命科学研究的热点。

国家生物医学分析中心（NCBA）已经建立了一套较完整的蛋白质组技术平台，包括：

1. CapLC ESI-MS/MS（Q-TOF2）、MALDI-TOF-MS（Reflex III和Autoflex）、液相色谱-高容量离子阱质谱（esquire HCT）等10台生物质谱仪。最近又投入千万余元引进超高性能9.4T混合型串联傅立叶变换回旋共振质谱[NanoLC-Q-FT-ICR-MS]，其性能指标堪称质谱之最。
2. 自动样品处理系统(SpotCutter 和 MassPrep)。
3. 多套双向电泳(包括可运行12块胶的高通量系统)。
4. 活体成像系统，激光共聚焦扫描显微镜，原子力显微镜等活体、体内、体外生物功能与蛋白质定位系统。
5. 中心还初步建立了以600M超导核磁共振仪、电感耦合等离子体质谱等为特色的代谢组学、生物纳米等技术平台。
6. 为了有效地整合这些设备产生的大量实验数据，我们开通了国家生物医学分析中心的蛋白质组学网站，并初步建立了相关生物信息学平台，并开发了部分相应的数据库和工具软件（http://www.proteomics.com.cn/2005/
   list_Info_SOFTWARE_full.asp），取得了国家版权局颁发的计算机软件版权。

     本生物信息学平台的硬件设备主要有：三台COMPAQ PROLIANT ML530服务器（双至强CPU、1G内存、600G的RAID5磁盘阵列），一台COMPAQ ML300工作站，两组交换机柜，多台PC机以及如打印机、扫描仪等附属设备等，此外还与一些大型仪器的工作站相连接。

     本生物信息学平台有内部网和外部网两套网络系统。外部网主要连接Internet，负责NCBA蛋白质组学的网站建设。内部网则主要承担着仪器中心大型设备产生数据的存储和整合。两套网络在物理上完全隔离，从而有效保证了重要数据的安全。

     中心的质谱仪（MALDI-TOF、Q-TOF2等）及其他大型设备（激光共聚焦、原子力显微镜等）通过各自的工作站，经由内部局域网将数据储存备份到DATASERVER中，进行系统地整合。由于仪器产生的数据量极大，所以我们使用高性能的服务器作为DATASERVER来存储、运算和管理数据。DATASERVER使用了RAID5磁盘阵列系统，可极大程度地避免因磁盘损坏而丢失数据。

     廉价冗余磁盘阵列RAID（Redundant Array of Inexpensive Disk）是一种容量大、速度快、可靠性高的外部存储器，现已在各种高性能的服务器、工作站及大中型计算机中得到广泛应用。其中的RAID5级为无独立校验磁盘的奇偶校验磁盘阵列，采用数据分块和独立存取技术，能在同一磁盘上并行处理多个访问请求，适用于访问请求频繁的场合。其技术特点为：在一个硬盘出现错误时，当插入新硬盘，能利用其他硬盘上信息对受损数据进行恢复。与其它RAID技术相比，RAID5的优点最多：空间利用率高、读出速度快、安全性高、性能价格比高。

     存储在DATASERVER服务器中的数据，我们分门别类地进行归纳整理，在保证原始数据安全的前提下，编写程序将这些原始数据转换为可供用户直接读取的最终数据，从而达到数据有效整合的目的。目前这部分工作正在进行中。

     NCBA蛋白质组学网站是国家生物医学分析中心一个主要针对电泳和生物质谱技术的生物信息学网站。网站于2002年1月在中国互联网信息中心注册，3月1日起正式对院内外提供服务。现已初具规模，拥有了多种数据库检索、用户数据查询、软件下载、分析技术方法、技术论坛、相关知识介绍等功能，并且仍在不断的完善之中。

     在蛋白质组学网中，我们现已初步建立了以下几个数据库：

1. 质谱数据库：主要由MALDI-TOF-MS、Q-TOF、Ion-Trap、GC-MS等质谱数据库组成。
2. 电泳数据库：包括2D蛋白电泳图及其图中蛋白质斑点的相关数据。该数据库的数据均来自NCBA蛋白质组技术平台提供的电泳图谱。http://2d.proteomics.com.cn/
3. 用户数据库：包括送检样品在线用户注册、在线申请检测项目以及在线数据浏览、下载和在线蛋白质数据库检索等功能模块。http://www.proteomics.com.cn/2005/userdata/user_online.asp
4. 蛋白质数据库： 本网站现安装了SWISS-PROT蛋白质序列数据库。扩充的糖蛋白、磷酸化蛋白质以及其他特殊修饰的蛋白质以及蛋白质复合物等数据库正在构建中。
5. Global Server蛋白质数据库检索：该检索系统是由Micromass公司开发基于本地SWISS-PROT蛋白质序列数据库的检索引擎，经该公司授权，我们将其改为了基于Web的蛋白质检索系统。该系统可通过PMF和MS/MS数据进行蛋白质快速检索和鉴定（约10秒左右），检索结果不仅包含蛋白质匹配的肽段，还提供谱图模拟和匹配分布图。
6. Mascot蛋白质数据库检索：经Matrxiscience公司同意，我们建立了Mascot蛋白质数据库中文检索系统，用于INTERNET在线PMF、MS/MS以及蛋白序列的识别和数据库检索。包括肽质量指纹谱的检索；肽序列、氨基酸组成、子离子的检索；MS/MS原始数据的检索。http://mascot.proteomics.com.cn/

     此外我们还自行开发了一些与质谱和蛋白质分析相关的实用工具软件，提供给用户使用和下载。

http://www.proteomics.com.cn/2005/list_Info_SOFTWARE_full.asp

     NCBA蛋白质组学网站及其数据库系统将能够为我国科研人员提供一个同国际接轨的蛋白质组数据信息存储、交换和分析的技术平台，同时也为加强国际交流与协作提供了一个技术上的切入点。同时我们也看到，国际同类数据库虽然历史较长，但在蛋白质组数据分析处理方面的技术支撑基本空白，在这方面我们应该有所作为。 NCBA蛋白质组网站开通时间不长，但影响力日益广泛，访问量逐渐增加。到目前为止，网站的访问量已经接近200000人次，包括国内各个省市自治区（含台湾、香港和澳门）以及美国、英国、德国等十几个国家。 目前网站虽然已经开通了不少功能，但仍有很多工作要做。如网站的进一步的建设、相关软件的开发和升级等。我们会竭尽所能，不断开发新的功能，为用户提供更多更好更及时的服务。

1. 国家863计划课题（2003AA233010）“蛋白质组学新技术在肿瘤泛素通路研究中的应用”。
2. 国际合作项目（973计划，2004CB520803）“人类肝脏蛋白质组定位图新技术新方法研究”
3. 国家973计划基因治疗项目课题（2004CB518803） “定点整合、原位修复技术及机理的研究”
4. 国家科技攻关计划项目（人类重大疾病及重要生理功能相关的蛋白质组学研究）“蛋白质定位技术平台建立与应用”课题。
5. 北京市肝脏及重大肝病的蛋白质组学研究科技计划项目（H030230280290）“肝再生中系列蛋白质复合体的研究”课题。
6. 国家自然科学基金课题面上项目（30270299）“阻断泛素通路时Bcl-2蛋白质形成复合体的生物质谱分析”课题。
7. 国家自然科学基金课题面上项目（20475062）“新型分子成像技术——质谱扫描成像及其应用”课题。
8. 国家863计划课题（2001AA233041）“蛋白质组技术平台建立及其在肿瘤研究中应用”。
9. 国家自然科学基金课题面上项目（30070377）“阻断泛素通路对正常和肿瘤细胞影响的巨大差异机制研究”。
10. 国家863计划课题（2002AA232021）“应用蛋白质组技术对白血病细胞凋亡相关蛋白质的高通量鉴定”。
11. 科技部技术方法创新研究课题“生物质谱技术对蛋白质复合体的鉴定”。