常用生物学工具软件

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常用生物学工具软件


一、序列综合分析
Vector NTI Suite 8.0
不喜欢装备各种专业性强的软件，而希望用一个综合性的软件代替的同志可以选择本软件。本阶段的大部分功能它都有。该软件具体特有良好的数据库管理（增加、修改、查找），对要操作的数据放在一个界面相同的数据库中统一管理。软件中的大部分分析可以通过在数据库中进行选定（数据）->分析->结果（显示、保存和入库）三步完成。在分析主界面，软件可以对核酸蛋白分子进行限制酶分析、结构域查找等多种分析和操作，生成重组分子策略和实验方法，进行限制酶片段的虚拟电泳，新建输入各种格式的分子数据、加以注释，输出高质量的图像。Vector NTI Suite还有以下独立的分析程序，完成相关分析。这些独立的程序，可以通过选定->分析->结果三步调用。
l 3DMol－显示PDB格式分子的三维结构
l Align X－序列相似性比较
l Align Xblocks－序列局部完全相同比较
l ContigExpress－将小片段拼装成长序列
l GCGConverter－GCG格式文件转换成NTI的格式
l PubMed/Entrez Search－搜索PubMed、PDB、GenBank
l Back Translation－核酸->蛋白->核酸反向翻译的工具
l Matrix Editor－矩阵数据编辑
l Tools Manager－连接其他程序和网络连接的界面。分成Align、Analyze、Assemble、Tools四部分。

DNAStar5.03 即著名的Lasergene Suite，由EditSeq MegAlign、GeneQuest MapDraw PrimerSelect Protean SeqMan II七个模块组成，该软件的MegAlign模块，可以对多达64000的片段进行拼装。整个拼装过程即时显示，并提示可能的完成时间。拼装结果采用序列、策略等方式显示。DNAstar是哈佛大学医学院是使用的序列分析软件，可见其功能强大。
Omiga 2.0实际上，大部分对核酸蛋白的序列分析功能，在Omiga 2.0中都能找到；而且界面非常友好。Omiga作为强大的蛋白质、核酸分析软件，它还兼有引物设计的功能。主要功能：编辑、浏览、蛋白质或核酸序列，分析序列组成。用Clustal. W进行同源序列比较，发现同源区。实现了核酸序列与其互补链之间的转化，序列的拷贝、删除、粘贴、置换以及转化为RNA链，以不同的读码框、遗传MM标准翻译成蛋白质序列。查找核酸限制性酶切位点、基元（Motif）及开放阅读框（ORF），设计并评估PCR、测序引物。查找蛋白质解蛋白位点（Proteolytic Sites）、基元、二级结构等。查寻结果可以以图谱及表格的显示，表格设有多种分类显示形式。利用Mange快捷键，用户可以向限制性内切酶、蛋白质或核酸基元、开放阅读框及蛋白位点等数据库中添加或移去某些信息。每一数据库中都设有多种查寻参数，可供选择使用。用户也可以添加、编辑或自定义某些查寻参数。可从MacVectorTM、Wisconsin PackageTM等数据库中输入或输出序列。另外，该软件还提供了一个很有特色的类似于核酸限制酶分析的蛋白分析，对蛋白进行有关的多肽酶处理后产生多肽片段。
DS gene : Omiga 2.0的换代产品，accelrys公司Discovery studio系列，accelrys公司的insight II,GCG是业内蛋白分析和核酸分析的权威软件，DS gene 是GCG的个人机简版，功能强大，而且可以直接与GCG服务器相连。由于受到vector NTI的界面影响，DS gene 与Omiga 2.0相比界面有了很大的改变。
DNASIS for Windows 2.5版是日立软件公司（Hitachi Sofeware Engineering Co.,Ltd.）97年推出的一个功能强大的序列分析软件。包含有大部分分子生物学软件的常用功能，可进行DNA，RNA，蛋白质序列的编辑和分析，甚至还能进行质粒作图、数据库查询等功能，足可满足一般实验室的要求。在DOS时代，DNASIS 7等版本便是流传甚广并曾给过许多人以帮助的分子生物学软件，因此我们有理由期待Win版的DNASIS 会带给我们惊喜。
DNASIS MAX 1.0 DNASIS 2.5的更新换代产品。综合序列分析软件，体积比上一个版本一下膨胀了许多。界面风格也改变了很多。
DNATools 5.1 与Omiga, DNAsis, PCgene等软件属于同一类的综合性软件,操作简单功能多。DNATools设计的用户友好、强壮，以便快速、方便地获取、贮藏和分析序列及数据库查询获得的序列相关信息。DNATools包容性很好，能把几乎所有文本文件打开作为序列。当程序不能辨别序列的格式时（通过寻找常用序列格式的特征），会显示这个文件的文本形式，以便你编辑生成正确的蛋白质或DNA序列，编辑后可以再被载入程序。若你的序列是DNATools格式时（DNA或寡核苷酸序列），程序不加注解的载入序列，程序模式调整成可以接受载入的数据类型（蛋白质、DNA和寡核苷酸引物序列）。在一个项目中可以加入几千个序列或引物，并在整个项目中分析这些序列及标题。这个程序的一个特点是给每个序列或引物添加文本标题。这样就可以用自定义的标题识别序列，而不必通过它们的文件名。
Bioedit一个具有序列简单分析和序列对比功能的软件。该软件有一个简单亲切的界面，集成其他已经很有效果的序列比对软件。另外该软件还有很多有用的相关站点连接。虽然该软件看起来结构简单，但却又很强的可充性，可以自由整合许多软件，例如viewtree.
Jellyfish 2.1 只水母不简单，可以用来进行DNA翻译，序列排队比较，限制酶消化，提交序列进行BLAST，研究项目管理等。操作十分简单，只需拖动与点击便可。
Genetools Genebio公司的核酸序列分析软件，虽然不及vect NTI 和DS gene 强大，它具有repeat /vect find 使其他分析软件所不具有的，值得一提的是该软件具有的CpG island分析。
DNAMAN 限制酶分析，引物设计，对排（aligment）,翻译，数据库操作，Blast，序列装配（Sequence assembly）.易学易用，操作方便。

二、引物分析：
Primer Premier 5.0
顾名思义，该软件就是用来进行引物设计的。可以简单地通过手动拖动鼠标以扩增出相应片段所需的引物，而在手动的任何时候，下面显示各种参数的改变和可能的二聚体、异二聚体、发夹结构等。也可以给定条件，让软件自动搜索引物，并将引物分析结果显示出来。而且进行这些操作非常简单
Oligo 6.57
引物分析著名软件，主要应用于核酸序列引物分析设计软件，同时计算核酸序列的杂交温度（Tm）和理论预测序列二级结构。
Primer D'Signer 1.1
免费的引物设计辅助软件，专门用于pASK-IBA和pPR-IBA表达载体，简化引物设计工作。
Array Designer 2.00
DNA微矩阵（microarray）软件，批量设计DNA和寡核苷酸引物工具
Beacon Designer
1.01 PCR定量分析分子信标(Molecular beacon )设计软件
NetPrimer
于WEB界面的引物设计程序，1.8M，包括JAVA程序和帮助文件，解压后，可在本地直接使用，不须再连到原始网站使用。

三、蛋白二级结构分析
ANTHEPROT 4.5
是位于法国的蛋白质生物与化学研究院（Institute of Biology and Chemistry of Proteins）用十多年时间开发出的蛋白质研究软件包。软件包包括了蛋白质研究领域所包括的大多数内容，功能非常强大。应用此软件包，使用个人电脑，便能进行各种蛋白序列分析与特性预测。更重要的是该软件能够提供蛋白序列的一些二级结构信息，使用户有可能模拟出未知蛋白的高级结构。
Peptool,
与genetool同出一家，可以进行氨基酸序列的二级结构预测，motif的寻找，酶切片断的分析，以及转录后的甲基化分析。是为数不多的蛋白分析软件。
VHMPT
（Viewer and editor for Helical Membrane Protein Topologies）是螺旋状膜蛋白拓扑结构观察与编辑软件，可以自动生成带有跨膜螺旋的蛋白的示意性2维拓扑结构，并可对拓扑结构进行交互编辑。由台湾生物医学科学研究所的黄明经博士编制。安装Tcl 8.0 (2.6M)方可运行。
MACAW
序列构建与分析工作台软件(Multiple Alignment Construction & Analysis Workbench, MACAW)是一个用来构建与分析多序列片段的交互式软件。MACAW具有几个特点：
1. 新的搜索算法查寻类似区，消除了先前技术的许多限制。
2. 应用一个最近发展的数学原理计算block类似性的统计学显著性。
3. 使用各种视图工具，可以评估一个候选block包含在一个多序列中的可能性。
4． 可以很容易地编辑每一个block。

四、RNA二级结构。
RNA Structure 3.5
RNA Sturcture 根据最小自由能原理，将Zuker的根据RNA一级序列预测RNA二级结构的算法在软件上实现。预测所用的热力学数据是最近由Turner实验室获得。提供了一些模块以扩展Zuker算法的能力，使之为一个界面友好的RNA折叠程序。允许你同时打开多个数据处理窗口。主窗口的工具条提供一些基本功能：打开文件、导入文件、关闭文件、设置程序参数、重排窗口、以及即时帮助和退出程序。RNAdraw中一个非常非常重要的特征是鼠标右键菜单打开的菜单显示对鼠标当前所指向的对象/窗口可以使用的功能列表。RNA文库（RNA Library）用一种容易操作的方式来组织你所有的RNA数据文件。
基本配置：Windows95,Windows98或WindowsNT。Pentium以上芯片，32兆内存。
RNAdraw
是一个进行RNA二级结构计算的软件。 1. 它 是Windows下的多文档窗口 (multipledocument interface) 软件，允许你同时打开多个数据处理窗口。主窗口的工具条提供一些基本功能：打开文件、导入文件、关闭文件、设置程序参数、重排窗口、以及即时帮助和退出程序。2. RNAdraw中一个非常非常重要的特征是鼠标右键菜单打开的菜单显示对鼠标当前所指向的对象/窗口可以使用的功能列表。3. RNA文库（RNA Library）用一种容易操作的方式来组织你所有的RNA数据文件。
loopDloop 2.07b
Java语言写成的绘制RNA二级结构的软件，需要安装JAVA虚拟机。
Circles 0.1.0
Java语言写成的绘制RNA二级结构的软件，需要安装JAVA虚拟机。

五、基因芯片：
1、基因芯片综合分析软件。
ArrayVision 7.0
一种功能强大的商业版基因芯片分析软件，不仅可以进行图像分析，还可以进行数据处理，方便protocol的管理功能强大，商业版正式版：6900美元。
Arraypro 4.0
Media Cybernetics公司的产品，该公司的gelpro, imagepro一直以精确成为同类产品中的佼佼者，相信arraypro也不会差。
phoretix™ Array Nonlinear Dynamics公司的基因片综合分析软件。
J-express
挪威Bergen大学编写，是一个用JAVA语言写的应用程序，界面清晰漂亮，用来分析微矩阵（microarray）实验获得的基因表达数据，需要下载安装JAVA运行环境JRE1.2后(5.1M)后，才能运行。
2、 基因芯片阅读图像分析软件
ScanAlyze 2.44
，斯坦福的基因芯片基因芯片阅读软件，进行微矩阵荧光图像分析，包括半自动定义格栅与像素点分析。输出为分隔的文本格式，可很容易地转化为任何数据库。
3、 基因芯片数据分析软件
Cluster
斯坦福的对大量微矩阵数据组进行各种簇（Cluster)分析与其它各种处理的软件。
SAM
Significance Analysis of Microarrays 的缩写，微矩阵显著性分析软件，EXCEL软件的插件，由Stanford大学编制。
4．基因芯片聚类图形显示
TreeView 1.5
斯坦福开发的用来显示Cluster软件分析的图形化结果。现已和Cluster成为了基因芯片处理的标准软件。
FreeView
是基于JAVA语言的系统树生成软件，接收Cluster生成的数据，比Treeview增强了某些功能。
5．基因芯片引物设计
Array Designer 2.00
DNA微矩阵（microarray）软件，批量设计DNA和寡核苷酸引物工具

六、限制酶切位点分析：
DNAssist2.0
大多软件只对线性序列进行分析，那么cNNNNN…NNNgaatt环状的序列就找不到EcoR I的位点。DNAssist 1.0能很容易把这个EcoR I位点找出来。另外DNAssist在输出上非常完美，除了图形、线性显示外，还有类似DNASIS的列表方式，列出有的位点（按酶排列，按碱基顺序排列）。
七、、三维结构显示
RasMol 2.7
是计算化学与分子图形学以及信息产业的同步高速发展的成果，使一个普通的科研工作人员，在自己的个人电脑上，就可以从Internet上的各种免费数据库中，下载所需观察与研究的分子坐标文件，进而通过RasMol 2.7以各种模式、各种角度，甚至按照自己的意愿旋转着，观察此分子神秘的微观三维立体结构，进而了解化合物分子结构和各种微观性质与宏观性质之间的定量关系。RasMol 2.7的作者是Glaxo&Wellcome公司（世界第一大制药公司）研发中心的科学家Roger Sayle。 RasMol 2.7最大的特点是界面简单，基本操作简单，运行非常迅速，对机器的要求较低，对小的有机分子与大分子，如蛋白质、DNA或RNA, 均能适用，且显示模式非常丰富。而且它程序短小，功能强大。尚无在功能上出其右者。其显示窗口可以很简单通过选择相应的菜单来显示分子的三维结构。用命令行窗口，通过输入命令可以执行和显示复杂和要求极高的三维图形。
CHIME 2.6
IE与NetScape浏览器插件,安装后,可以直接用浏览器观看PDB格式的文件,直接在浏览器中观看3D分子。
ICMLite
维分子浏览工具，是MolSoft公司出品的软件ICM的简化版,免费推出， 但功能十分强大。可读取PDB格式及其他数种格式的分子文件,易于操作,显示的分子图像我认为优于RasMol,值得一试。还可以进行一些计算操作。
POV-Ray 3.5
是一个高质量、完全免费创造最棒三维图像的非常有名的工具，用在分子生物学上，便是用它生成高质量的三维大分子图像。见过Science封面上漂亮极的分子图像吗？便是用它与以下软件结合制作出来的。运算POV格式文件，生成三维图形，非常棒。该软件相当于一种语言，修改pov格式文件，可以定义光源、摄像机、材质、阴影等因素，把生物分子的表面用材质填充，根据光源、摄像机得到分子三维图的一个角度的图。分辨率最大可达1280*1024。图象质量精美。
DS viewer pro 5.0
Accerlys公司Discovery studio系列中的一员。
3D-mol viewer,
带动windows系统下生物软件革新的vector NTIsuite中的一员。
Cn3D
是由NCBI开发的用于观看蛋白质三维结构的软件，其设计的主要目的是为NCBI在其站点中的蛋白质结构数据库MMDB提供专业的结构观察软件，其主要的操作界面分为两个窗口，如右图所示，一个为结构窗口，另一个为序列窗口。与其他的类似的软件，如Rasmol，Weblabview等相比，其在结构观察方面主要功能上基本相似，但是图形格式上比Rasmol和Weblabview要差一些。而在与网络连接上，该软件能依托NCBI所建立的所建立的MMDB结构数据库，能直接根据输入的序列号从数据库中利用其内嵌的Entrez搜索引擎调出蛋白结构来进行观察，比其他软件要简便。而Cn3D主要的特点是能够将两个蛋白放在一起直观地进行三维结构上的比较，如下图中是将两种核酸外切酶的三维结构通过VAST对准得到的结构比较图：同样，Cn3D在结构比较方面也能利用其内嵌的Blast搜索引擎直接访问Genbank数据库找到具有局部相似性的结构数据，并在三维结构图中显示出二者具有相似性的结构区域。
Spdbv 即Swiss-PdbViewer，
是一个界面非常友好的应用程序，使用起来比RASMOL方便，用来同时分析几个蛋白PDB文件。可以将几个蛋白叠加起来用来分析结构类似性，比较活性位点或其它有关位点。通过菜单操作与直观的图形，可以很容易获得氢键、角度、原子距离、氨基酸突变等数据。该软件与Swiss-Model服务器（蛋白立体结构构建服务器）紧密关联，可以从软件直接连到Swiss-Model服务器进行理论蛋白立体结构构建。而且，该软件可以调用POV-Ray软件（见上）生成质量非常高的蛋白图像。
Molmol 主要用来进行各种分子文件的转换，支持30种主要分子格式，也可以用来进行3维分子的简单显示。可将PDB格式输出为POV格式后，用POV-RAY进行渲染，生成非常漂亮的三维图形。演示版只支持样板文件与原子数小于20的分子文件格式的转换。不知是否有取巧的办法。

八、凝胶分析软件：
BandScan 4.30
通用的电泳胶条带定量分析软件，手动、自动找到条带，手动的条带可以是无规则的，可以清除背景。进行分子量、百分比、质量、波峰等方面的定量分析。直接使用扫描仪。将数据输出到excel文件。
band leader 3.0
小巧的凝胶图像分析软件。
TotalLab 2.0
是一个全智能化的凝胶分析软件，对DNA、蛋白凝胶电泳图像、arrays, dot blots与colonies等图像可以进行很方便的处理。功能齐全，很容易上手。
Quantityone ：
bio-rad公司的1d凝胶分析软件，但可配套各种产品，界面华丽，能够生成报告，具有大公司的风范。
QuantiScan 2.1
功能单一的1D凝胶分析软件，但经评测能够及其准确的测量出各个条带的分子量。
Gel-Pro Analyzer
Media Cybernetics公司的产品，一向以提供专业级的分析软件而著称。
SigmaGel 1.0
SPSS公司凝胶分析产品。
Melanie 3 Viewer
Swiss Institute of Bioinformatics (SI用来查看使用Melanie3软件获得的凝胶图片与相关数据，也包括一些有限的凝胶数据分析功能。
PDQuest 6.2.1
bio-rad公司一个分析2维凝胶并生成数据库的标准软件。使用它，可以同时分析100个凝胶图像，生成包含1000个凝胶图像的数据库。

九、、质粒绘图：
Gene Construction Kit 2.0
这一个非常好的质粒构建软件包。与大多数分析的软件不同，它制作并显示克隆策略中的分子构建过程；包括质粒构建，模拟电泳条带；当然还可以质粒作图（有无序列均可）。通过它绘出来的图还可以继续用来构建克隆策略图谱。只是该软件由于功能太强，使用起来也不简单；幸亏它附有详细的使用帮助，认真研究后，应该没有问题。
Winplas 2.6
该软件用来绘制发表质量的质粒图，可广泛应用与论文、教材的质粒插图。其特性包括：1.知道序列或不知序列结构均能绘制质粒图；2. 可读入各种流行序列格式文件引入序列信息；3. 自动识别限制位点 可构建序列结构，功能包括：从文件插入序列、置换序列、序列编辑、部分序列删除等；4. 绘图功能强大，功能包括：位点标签说明、任意位置文字插入、生成彩图、线性或环形序列绘制、可输出到剪贴板、可输出到图像文件；5. 限制酶消化分析报告输出与序列输入报告功能。
Plasmid Premier2.02
是由加拿大的Premier Biosoft公司推出的用于质粒作图的专业软件，主要用于进行质粒作图，质粒特征分析和质粒设计。其主要界面分为序列编辑窗口（Genetank），质粒作图窗口（Plasmid Design），酶切分析窗口（Restriction Sites）和纹基分析窗口（Motif）。打开程序就可进入序列编辑窗口，可以直接打开Genbank或Vector数据库中已知质粒的序列文件，将序列读入，并将有关于质粒的各种特征，包括编码区，启动子，多克隆位点以及参考文献等信息保存在Header中；也可以直接输入序列进行未知质粒的设计。
Redasoft Visual Cloning 2000
用来帮助生命科学家快速而轻松地绘制专业级质量的质粒载体图， 主要的性能包括：快速和轻松地生成一个清晰，色彩鲜明的环行或线性的载体图。自动识别和解析序列文件。新增的web浏览功能允许你链接到数据库站点，并支持下载和自动将序列文件转换成载体图。强大的限制性内切酶分析功能和拥有将近1000种来自REBASE的限制性内切酶。片段的删除和插入完全模拟克隆实验并和其他图形兼容。所看即所得 (What You See Is What You Get)的编辑环境使得你的打印结果和你在屏幕上看到的保持一致。自动标记各种区段的碱基位置以避免重叠。可选择的图形比例尺使几个构造图间很容易比较。允许质粒图拷贝到剪贴板并粘贴到其他Windows应用程序。可以用e-mail的方式传递载体图。
SimVector
质粒图绘制软件，绘制发表质量的质粒图与序列、载体图。
Clone Manager
小巧的研究人员日常使用的辅助克隆工具，主要功能是限制酶切割、分子重组、质粒作图等。

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