生物分子网络展示分析系统及其分析方法
专利汇可以提供生物分子网络展示分析系统及其分析方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 生物 分子网络展示分析系统，包括在线分析模 块 、离线分析模块、网络数据结构模块、网络排布模块、网络展示模块、网络分析模块、 数据库 、文献数据 接口 、临时数据表、数据输出模块。本发明可以基于互联网资源接通过生物分子数据库基于关注的蛋白和基因集合自动构建并注释相关的生物分子网络。本发明还提供生物分子网络展示分析系统的分析方法，基于生物分子网络特征，整合系统生物学、生物信息学中的已有研究注释信息，以无标度网络为 基础 模型，结合生物分子网络特征，细化 节点 和关系类型。，下面是生物分子网络展示分析系统及其分析方法专利的具体信息内容。
1.一种生物分子网络展示分析系统，其特征在于，包括：
在线分析模块（1），其通过文献数据接口（8）、数据库（7）检索节点对应的注释信息和关系注释信息，基于所述关系注释信息进行扩展网络；
离线分析模块（2），其导入网络数据文档XML文件，初始化网络信息，并进行有效性检验；
网络数据结构模块（3），其根据所述在线分析模块（1）或所述离线分析模块（2）的分析结果构建网络；
网络排布模块（4），其按照网络排布算法，计算所述网络数据结构模块（3）构建的网络中节点的初始位置，并输出所述初始位置的坐标；
网络展示模块（5），其按照节点的展示属性进行可视化修饰；
网络分析模块（6），其对网络结构进行初始化分析，提供网络扩展接口，提供在线注释信息跳转功能，提供按属性网络过滤功能；
数据库（7），其提供数据支持；
文献数据接口（8），其连接现有生物医学类文献资源数据挖掘类在线分析平台，以获取与节点对应的注释信息与关系节点信息；
临时数据表（9），其储存所述在线分析模块（1）、所述离线分析模块（2）的分析结果；
数据输出模块（10），其输出网络参数数据、网络分析结果和相关图像文档。
2.如权利要求1所述生物分子网络展示分析系统，其特征在于，所述在线分析模块（1）包括：
分子节点集输入模块，其初始化节点信息；
生物学研究先验信息模块，其检索节点对应的注释信息、关系注释信息，并基于关系注释信息扩展网络。
3.如权利要求2所述生物分子网络展示分析系统，其特征在于，所述节点信息包括蛋白质、基因、化合物的标准名称、或数据库别名称。
4.如权利要求2所述生物分子网络展示分析系统，其特征在于，所述扩展网络的约束条件为节点总数小于最大节点数；所述最大节点数为指定值，初始值为1500，网络深度无限制；所述扩展网络是采用广度优先策略。
5.如权利要求1所述生物分子网络展示分析系统，其特征在于，所述离线分析模块（2）包括：
XML数据输入模块，其导入网络数据文档XML文件，并初始化网络信息；
自定义注释类型模块，其根据XML文档中的网络结构和注释类型，指定注释类型对应的展示属性与分析属性；
网络检验模块，其对网络进行有效性检验。
6.如权利要求1所述生物分子网络展示分析系统，其特征在于，所述数据库（7）包括：
生物信息学核心数据库，其储存节点初始资料；所述节点初始资料包括序列信息、基础功能注释信息、ID转换表；
二级数据库，其储存节点的注释信息、特异注释信息；所述注释信息包括功能模块注释，三级结构；所述特异注释信息包括突变表型，疾病表型；
本地管理维护数据库，其储存现有的生物信息学数据库信息。
7.如权利要求1所述生物分子网络展示分析系统的分析方法，其特征在于，包括在线展示分析方法和离线展示分析方法。
8.如权利要求7所述生物分子网络展示分析系统的分析方法，其特征在于，所述在线展示分析方法包括如下步骤：
（1）：在分子节点集输入模块中，初始化节点信息；
（2）：在生物学研究先验信息模块中，通过文献数据接口、本地管理维护数据库检索节点对应的注释信息和关系注释信息，基于关系注释信息扩展网络；
（3）：将步骤（2）检索的结果放入临时数据表；
（4）：在网络数据结构模块中，将所述临时表中的数据按照无标度网络模型构建网络；
（5）：在网络排布模块中，按照初始化网络排布算法计算节点的初始位置，并用数据输出模块输出初始位置的坐标；
（6）：在网络展示模块中，对所述网络进行元件可视化修饰；
（7）：在网络分析模块中，分析网络结构；
（8）：数据输出模块以文件的形式输出分析结果数据、图像。
9.如权利要求7所述生物分子网络展示分析系统的分析方法，其特征在于，所述离线展示分析方法包括如下步骤：
（1）：在XML数据输入模块中，导入网络数据文档XML文件，并初始化网络信息；
（2）：在自定义注释类型模块中，指定注释类型对应的展示属性与分析属性；
（3）：在网络检验模块中，利用数据库对网络进行有效性检验，将有效性检验结果放入临时数据表；
（4）：在网络数据结构模块中，将所述临时表中的数据按照无标度网络模型构建网络；
（5）：在网络排布模块中，按照初始化网络排布算法计算节点的初始位置，并用数据输出模块输出初始位置的坐标；
（6）：在网络展示模块中，对所述网络进行原件可视化修饰；
（7）：在网络分析模块中，分析网络结构；
（8）：数据输出模块以文件的形式输出分析结果数据、图像。
10.如权利要求7或8所述生物分子网络展示分析系统的分析方法，其特征在于，所述步骤（5）中的初始化网络排布算法包括FR layout、KK layout、 Circle layout、 Spring layout、 ISOM layout；所述步骤（7）中的分析网络结构是通过对网络结构进行节点连通度、节点最短路径条数、节点间最短路径查询、节点KEGG pathway富集运算、节点Gene Ontology富集运算来实现。
生物分子网络展示分析系统及其分析方法
技术领域
背景技术
发明内容
离线分析模块，其导入网络数据文档XML文件，初始化网络信息，并进行有效性检验； 网络数据结构模块，其根据所述在线分析模块或所述离线分析模块的分析结果构建网络；
网络排布模块，其按照网络排布算法，计算所述网络数据结构模块构建的网络中节点的初始位置，并输出所述初始位置的坐标；
网络展示模块，其按照节点的展示属性进行可视化修饰；
网络分析模块，其对网络结构进行初始化分析，提供网络扩展接口，提供在线注释信息跳转功能，提供按属性网络过滤功能；
数据库，其提供数据支持；
文献数据接口，其连接现有生物医学类文献资源数据挖掘类在线分析平台，以获取与节点对应的注释信息与关系节点信息；
临时数据表，其储存所述在线分析模块、所述离线分析模块的分析结果；
数据输出模块，其输出数据、图像。
自定义注释类型模块，其根据XML文档中的网络结构和注释类型，指定注释类型对应的展示属性与分析属性。
二级数据库，其储存节点的注释信息、特异注释信息；所述注释信息包括功能模块注释，三级结构；所述特异注释信息包括突变表型，疾病表型；
本地管理维护数据库，其储存现有的生物信息学数据库信息。
（2）：在生物学研究先验信息模块中，通过文献数据接口、本地管理维护数据库检索节点对应的注释信息和关系注释信息，基于关系注释信息扩展网络；
（3）：将步骤检索的结果放入临时数据表；
（4）：在网络数据结构模块中，将所述临时表中的数据按照无标度网络模型构建网络；
（5）：在网络排布模块中，按照初始化网络排布算法计算节点的初始位置，并用数据输出模块输出初始位置的坐标；
（6）：在网络展示模块中，对所述网络进行元件可视化修饰；
（7）：在网络分析模块中，分析网络结构；
（8）：数据输出模块以文件的形式输出分析结果数据、图像。
（2）：在自定义注释类型模块中，指定注释类型对应的展示属性与分析属性；
（3）：在网络检验模块中，利用数据库对网络进行有效性检验，将有效性检验结果放入临时数据表；
（4）：在网络数据结构模块中，将所述临时表中的数据按照无标度网络模型构建网络；
（5）：在网络排布模块中，按照初始化网络排布算法计算节点的初始位置，并用数据输出模块输出初始位置的坐标；
（6）：在网络展示模块中，对所述网络进行元件可视化修饰；
（7）：在网络分析模块中，分析网络结构；
（8）：数据输出模块以文件的形式输出分析结果数据、图像。
图3为本发明生物分子网络展示分析系统离线展示分析的运行流程图；
图4为本发明生物分子网络展示分析系统在线展示分析植物模式生物拟南芥蛋白相互作用系统的分析效果图；
图5为本发明生物分子网络展示分析系统离线展示分析药物小分子功能网络系统的分析效果图。
具体实施方式
（2）：在生物学研究先验信息模块中，通过文献数据接口、本地管理维护数据库检索节点对应的注释信息和关系注释信息，基于关系注释信息扩展网络；
（3）：将步骤二检索的结果放入临时数据表；
（4）：在网络数据结构模块中，将所述临时表中的数据按照无标度网络模型构建网络；
（5）：在网络排布模块中，按照初始化网络排布算法计算节点的初始位置，并用数据输出模块输出初始位置的坐标；
（6）：在网络展示模块中，按照注释对应的展示属性进行相应的对网络进行元件可视化修饰；
（7）：在网络分析模块中，按照注释对应的分析属性和预定义设置分析网络结构；
（8）：数据输出模块以文件的形式输出分析结果数据、图像。
（2）：在自定义注释类型模块中，根据XML数据输入模块中初始化的网络结构和注释类型，指定注释类型对应的展示属性与分析属性；
（3）：在网络检验模块中，利用数据库中的已知文献对网络进行有效性检验，将有效性检验结果放入临时数据表，数据中转结构按照用户选择可以存储为页面文件也可以调用相关数据库结构进行压缩查询操作，默认为数据库资源操作。
（6）：在网络展示模块中，按照注释信息对应的展示属性进行元件可视化修饰；
（7）：在网络分析模块中，按照注释信息对应的分析属性和预定义设置分析网络结构；
（8）：数据输出模块以文件的形式输出分析结果数据、图像。
2.在生物学研究先验信息模块中通过文献数据接口和本地管理维护数据库获取包含亚细胞定位、功能注释、突变体表型、功能通路（pathway）信息、磷酸化信息、组织表达信息等节点注释信息；包含蛋白复合体构建、基因转录调控、蛋白相互作用等关系注释信息。利用广度优先算法扩展网络，并按照最大节点数限制终止扩展过程；
3.将获取的节点注释信息和关系注释信息储存至临时数据表中；
4.在网络数据结构模块中，将临时表中的数据按照无标度网络模型构建网络，写入内存；
5.在网络排布模块中，按FR layout算法计算节点的初始位置，并输出初始位置的坐标；
6.在网络展示模块中，按照节点默认展示属性注释可视化结果，初始化展示属性参数如下：
“节点形状”，表示蛋白亚细胞定位；
“节点大小”表示连接度；
“节点填充材质”醒目标识目标查询蛋白，可以为多个；
“节点普通标签”表示蛋白ID；
“节点鼠标悬停”可获取蛋白详细注释信息，以及蛋白对应表型图片信息；
右击的右键菜单中是蛋白详细注释信息跳转界面，右键菜单中含其他数据库跳转链接；
线型：实线注释阳极PPI，虚线注释预测PPI；
线普通标签表示预测强度数值；
箭头用来注释方向性信息；
线色表示注释关系类型；
线悬停可获取连线详细注释信息；
通过鼠标操作可放大缩小旋转显示区域、移动整体网络、选择相关蛋白点和关系连线；
另外，本界面还可以标注网络内指定PATHWAY 蛋白，标注网络内两蛋白间最短路径，依照连接度过滤显示蛋白，通过指定边缘蛋白点扩展原有网络，切换不同网络展示模型。
本实施例利用本发明生物分子网络展示分析系统离线展示分析药物小分子功能网络系统。其中，本发明生物分子网络展示分析系统的结构与上述实施例相同，在此不再赘述。
2.在自定义注释类型模块中，根据网络结构和注释类型指定注释类型对应的展示属性与分析属性，并定义注释属性与展示属性和分析属性对应关系。本实施例中：药物小分子名称为红色节点；药物副作用为绿色节点；药物靶基因为黄色节点；疾病为蓝色节点；节点大小属性对应连通度。
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