摘 要：人类肝脏蛋白质组的研究离不开生物信息学及计算机技术的支持，本文结合现阶段蛋白质组数据研究以及实际试验需求，对生物信息学及蛋白质组学进行介绍，分别从蛋白质相互作用、生物信息学和蛋白质功能、生物信息学和蛋白质数据库等方面对人肝脏蛋白质组生物信息学研究，对人肝脏蛋白质表达谱数据库应用系统进行探讨。
关键词：肝脏；蛋白质组；生物信息学；研究
中图分类号：Q75
随着社会经济的快速发展，信息技术也得到进步，软硬件不断推陈出新。生物信息学作为一门新的学科，为后基因组研究提供科学合理准确的研究方法。和基因组时代的研究手段相比，蛋白质组学也更加复杂，需要生物信息学与之相互结合，并且可以提供出更加准确的数据。所以，生物信息学对肝脏蛋白组学相关信息数据进行处理和应用是未来生物信息学的重要发展趋势。本文结合现阶段蛋白组数据以及实际研究需求，对有关人肝脏蛋白质组生物信息学进行研究和探讨，不足之处，敬请指正。
1 生物信息学和蛋白质组学概述
1.1 生物信息学
生物信息学是一门新兴学科，主要是针对核酸、蛋白质等，对原始生物信息的收集、分析、存储以及处理等，利用计算机及生物医学等工具进行研究。其大约经理了三个重要阶段，首先是前基因组时代，包括数据库的建立、收索以及DNA蛋白质序列的分析；其次是基因组时代，包括对基因进行搜寻和识别，如何建立网络数据库等研究；最后是后基因组时代，包括大规模数据的分析及整合。
1.2 人肝脏蛋白质组学
蛋白质组是指所有基因代表的全部蛋白质，及其存在的形式，实际上是一种完整生物体所表达的全套蛋白质。具体而言，蛋白质组和基因组的定义有很大差别，会根据组织、环境状态等有所改变，不仅复杂多变，而且其种类数量在同一生物体同一环境下也有所区别，因此，对人肝脏蛋白质组学的研究需要大量的数据，生物信息学与肝脏蛋白质学的结合具有重要意义。
2 人肝脏蛋白质组生物信息学研究
2.1 蛋白质相互作用
按照生物分子相互作用，分别从数据稳定可靠、网络模块以及信号传导等方面进行研究，对蛋白质相互作用的不同功能模块进行定义，把蛋白质指标与生物信息学网络结合，对酵母转录因子调控网络及相关功能特征进行总结，寻找不同物种代谢网络功能和进化的关系。信号传导方面，发掘信号传导子网络，建立对传导信号流方向的预测方法，这种方法对肝脏蛋白质作用的方向性进行定义，从而推断出蛋白质在网络中处于信号通路，并且在蛋白质结构和蛋白质功能等方面对信号传导网络进行理解。网络进化方面，设计出基于KEGG数据库的代谢网络，分析蛋白质相互作用网络中酶进化保守及拓扑之间关联的进化距离确定模型。
人类肝脏蛋白质之间的相互作用，通过网络试验数据进行全面的生物学研究，利用质控获取核心数据，建立人类肝脏代谢网络，对网络拓扑结构及蛋白质功能关系进行分析，和人的代谢网络进行对比分析，发展人类肝脏中有大量全基因组代谢网络。
2.2 生物信息学和蛋白质功能
生物信息学已经经过多年发展，一方面可以对蛋白质组数据进行对比分析，另一方面能够对未知基因产物从功能方面进行预测。生物信息学常见的方法是进行相关模式的识别，是通过已经存在于蛋白质序列结构中一些特征模体，对人类肝脏蛋白质性质进行识别。换句话说就是从一些未知的新的蛋白质序列中搜寻标志性的已知的序列或者蛋白质结构，从而建立相关模式，最后在已建的蛋白质数据库中匹配相似模式，并对未知蛋白质归属进行确定，最后对蛋白质的功能进行预测。
很多基因是在特殊条件下才可以表达，普通的人工模拟环境无法正常激活。这种未知蛋白质需要利用生物信息学及计算机技术对其进行分析和预测，才可以获取它的具体功能。
2.3 生物信息学和蛋白质数据库
随着网络技术及计算机技术的发展，蛋白质组学的研究效率也得到极大程度的提高，蛋白质数据库是代表蛋白质组研究水平的重要标志，截止到现在生物学数据库的总数超过五百多个。蛋白质数据库的类别有以下几种：（1）按照生物数据信息的存储方式，包括层次型、网状型、关系型以及面向对象型；（2）按照数据存储种类，包括一级结构序列、三维结构图形、DAN和蛋白质相互作用数据库等。其中，一级结构序列数据库包括SWISS-PROT、MIPS、DOMO等，二维凝胶图像数据库包括WORLD-2DPAGE等，三维结构图形数据库包括SCOP、WSISS-MODEL、CCDC等；（3）按照数据库内容进行分类，包括蛋白质序列数据库、结构数据库及功能数据库等。其中，序列数据库的功能是作为序列测定，包括PIR、GenPept等，一般是互相结合共同使用。结构数据库包括SCOP等是对蛋白质间结构关系进行阐述。功能数据库，包括GO数据库等，是对蛋白质的功能、细胞组等进行阐述；（4）专业数据库，是按照实际需求而建立的专业数据库，包括EcoCyc、Wombase等。
3 人肝脏蛋白质表达谱数据库应用系统分析
3.1 系统运行环境
本系统是利用Eclipse3.1环境，是一种具有可视化、面向对象的环境，具有强大的功能，而且操作简便，集成了JSF等插件，便于进行编写和调试，Web是基于JSF的动态网页，数据库访问层是已经构件好的ORM服务，从而可以完成Java对象和数据信息的转换。
3.2 系统组成及其功能
人类肝脏蛋白质表达谱数据库的建立是一种Web应用系统，可以利用计算机浏览器对数据库的数据信息进行操作，基于数据库的数据研究，展示人类肝脏蛋白质表达谱的一些研究情况，其中主页上列出研究名称，详细信息页面上包括项目的简要介绍、鉴定方法、统计信息等，详细鉴定结构列表中还有蛋白质、肽段等数据信息展示。除此之外，还有数据检索模块，主要应用于过滤标准，能够自行对过滤及排序标准进行定制，从而获取对应的检索数据。（1）蛋白质信息，包括列表信息及详细信息，其中详细信息还包括一般信息、注释信息以及详细鉴定信息等；（2）肽段信息展示，包括肽段列表信息以及详细信息，其中列表信息表示全部肽段列表，以及其中鉴定情况，假如列表是空的则表示无肽段信息，包括鉴定列表、肽段被PMF鉴定次数、PFF鉴定信息等；（3）非冗余蛋白质组信息，该模块主要展示项目中的列表信息，假如列表是空的则表示没有相关信息；（4）数据检索，本系统中数据检索是在过滤标准定制的基础上制定的功能，利用自行过滤定制及排序标准，从而得到检索结果，以蛋白质、肽段等形式表示。
4 结束语
总而言之，针对人肝脏蛋白质组进行生物信息学相关研究和探索，具体是从蛋白质相互作用、蛋白质功能及数据库研究等几个方面进行探索，为人肝脏蛋白质组进行进一步研究提供信息技术支持。本文对有关人肝脏蛋白质组生物信息学进行研究和探讨，以期对于蛋白质组的研究方面，起到一定的促进作用。
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作者单位：新乡医学院三全学院 基础医学院，河南新乡 453003；新乡市牧野区林业工作站，河南新乡 453003
