CDIO理念在《蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比對DALI方法》教學(xué)實踐中的應(yīng)用

闞顯照　蔣瀾　陳冬生　聶劉旺　楊建課

摘 要：CDIO是“構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行”的工程教育理念。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比對DALI方法是生物信息學(xué)重要的教學(xué)內(nèi)容，主要采用分子內(nèi)距離的方法，將結(jié)構(gòu)相似的氨基酸片段拼接成一個完整的結(jié)構(gòu)比對。本文將CDIO理念引入蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比對DALI方法的教學(xué)實踐，旨在提高生物信息學(xué)的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) CDIO 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比對 DALI方法

生物信息學(xué)是計算機與信息科學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)與生命科學(xué)的融合。隨著新一代核苷酸測序技術(shù)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生物信息學(xué)進入了大數(shù)據(jù)時代。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比對是對蛋白質(zhì)三維空間的相似性進行比較，是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的重要手段之一。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比對可應(yīng)用于以下幾個方面：1.探索蛋白質(zhì)進化及同源關(guān)系；2.改進序列比對的精度；3.對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測提供幫助；4.為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類提供依據(jù)。常用的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比對方法主要包括：1.基于分子內(nèi)距離比較的DALI方法和CE方法；2.基于雙動態(tài)規(guī)劃的STRUCTURAL方法和SAP方法；3.基于類似于分子間距離比較動態(tài)規(guī)劃的TM-align方法；4.基于二級結(jié)構(gòu)單元匹配的SSM方法；5.基于遺傳算法的K2方法；6.基于圖論的VAST方法。在教學(xué)實踐中，我們以安徽師范大學(xué)生物制藥專業(yè)（工科）二年級本科生為教學(xué)對象，以陳銘主編的《生物信息學(xué)》（第二版）為教材[1]，選取DALI在線分析平臺為教學(xué)內(nèi)容，探討CDIO理念在生物信息學(xué)教學(xué)中的具體應(yīng)用。

一、CDIO理念簡介

CDIO是Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計）、Implement（實施）和Operate（運行）四個英文單詞的縮寫。……