Enews364 研究資源組高階儀器及生物資訊軟體介紹

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高雄醫學大學e快報第364期　研究發展處專題

研究資源組高階儀器及生物資訊軟體介紹

研究資源組許雅玲組長

　　研究資源組整合全校高階儀器，設備相當豐富多元，可支援各類型研究。為了提升全校師生研究能量及符合世界潮流，本組不僅對硬體儀器設備進行升級外，亦增購專業之生物資訊軟體以支援基因及蛋白質等大數據分析。今年度本組新購置儀器有局部表面電漿共振儀和單分子晶體繞射儀；軟體部分則建置Ingenuity Pathway Analysis (IPA)和Discovery Studio (DS)兩套生物資訊分析平台以供全校師生進行multi-omics進階分析。如下說明：

局部表面電漿共振儀 (open-Surface Plasmon Resonance, LSPR)

　　基於表面等離子體共振（SPR）技術可即時追蹤生物分子間的相互作用，為不需使用具放射性或螢光等任何標記物的新型技術。LSPR通過固定波長，測量角度和反射光譜獲得分子相互作用資訊；相對的；也可固定入射角度，進而測量分子相互作用並獲得動力學曲線。LSPR可在下列研究中有所發揮，包括：1大小分子藥物動力學(ka、kd和KD)常數的測定；2、抗體抗原親和力篩選；3、分析蛋白質-蛋白質，蛋白-胜肽，蛋白-核酸，蛋白和藥物分子以及核酸-核酸其間相互作用；4、結合質譜儀進行為之蛋白研究等。

單分子晶體繞射儀 (Single-crystal X-Ray diffractometer)

　　X射線晶體學是一種利用 X射線來研究分子結構的技術。利用單晶 XRD 資料, 可以觀察到精確的原子位置，從而確定鍵的長度和角度。本儀器可以測量單晶繞射數據，用以分析晶體結構，包含晶體內部分子結構和原子排列等。

Ingenuity Pathway Analysis (IPA)

　　IPA在本校為引進多年的生物資訊資料庫，其由數百位博士級研究人員，定期研讀且每週更新數千種知名期刊上所發表之科學論文，並整合超過20種第三方生命科學資料庫進行註解的生物醫學軟體暨資料庫。目前多個國際藥廠及研究機構皆使用該平台來作為基因體學、蛋白質體學、藥物毒理學、臨床實驗、及代謝與調控路徑等研究之分析與開發工具，並至發表文獻於聲譽優良之國際期刊上，如 Nature、Science、Cancer Cell、PNAS等。今年度IPA大幅改版及大幅提升其分析和整合之功能。研究人員可以藉由上傳microarray或NGS的研究數據，IPA即可從多個層面迅速地找出基因、藥物、與生物代謝路徑或致病因子之間的關係，進而對實驗系統中生物分子間的互動關係、細胞表型或是疾病發展過程能有更深入的了解

Discovery Studio (DS)

　　Discovery Studio 是一套多功能之演算預測軟體。可應用於大小分子或藥品的設計。主要功能包括：1. 比較蛋白質間之序列，根據序列的相似程度，推測蛋白質之功能；2. 建構和修改核酸、胜肽及蛋白質之結構，計算分子表面之靜電力場和溶媒能；3.根據同源蛋白質之 3D 結構，快速地進行目標蛋白質結構之建模；4.藉由同源蛋白之序列與結構訊息，了解目標蛋白質之功能與分類，並進行物種演化之分析；5.利用蛋白質結構資訊，設計新藥物或改造老藥物之結構，篩選出具有潛力之藥物；6.可將小藥物分子與受體的活性口袋進行對接，了解對接位向；7.可進行藥物結合可能性之高速篩選；8.預測小藥物分子的吸收、分佈、代謝、排泄及潛在毒性等。