بنك بيانات البروتين

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة
بنك بيانات البروتين
محتوى
وصف
اتصال
الاستشهاد الأساسيرقم PMID  30357364
وصول
تنسيق البياناتmmCIF ، قاعدة بيانات البروتين
موقع إلكتروني
  • www.wwpdb.org
  • ebi.ac.uk
  • www.rcsb.org
  • bmrb.io
  • موقع pdbj.org

بنك بيانات البروتين ( PDB ) [1] هو قاعدة بيانات للبيانات البنيوية ثلاثية الأبعاد للجزيئات البيولوجية الكبيرة مثل البروتينات والأحماض النووية ، والتي يشرف عليها بنك بيانات البروتين العالمي (wwPDB). يتم الحصول على هذه البيانات البنيوية وإيداعها من قبل علماء الأحياء والكيميائيين الحيويين في جميع أنحاء العالم من خلال استخدام مناهج تجريبية مثل علم البلورات بالأشعة السينية ، وقياس طيف الرنين النووي المغناطيسي ، وبشكل متزايد، المجهر الإلكتروني بالتبريد . تتم مراجعة جميع البيانات المقدمة من قبل أمناء الأحياء الخبراء ، وبمجرد الموافقة عليها، يتم إتاحتها مجانًا على الإنترنت بموجب إهداء المجال العام CC0. [2] يتم توفير الوصول العالمي إلى البيانات من خلال مواقع الويب الخاصة بالمنظمات الأعضاء في wwPDB (PDBe، [3] PDBj، [4] RCSB PDB، [5] و BMRB [6] ).

تعد قاعدة بيانات البروتينات مفتاحًا في مجالات علم الأحياء البنيوي ، مثل علم الجينوم البنيوي . تتطلب معظم المجلات العلمية الكبرى وبعض وكالات التمويل الآن من العلماء تقديم بياناتهم البنيوية إلى قاعدة بيانات البروتينات. تستخدم العديد من قواعد البيانات الأخرى هياكل البروتين المودعة في قاعدة بيانات البروتينات. على سبيل المثال، تصنف SCOP و CATH هياكل البروتين، بينما توفر PDBsum نظرة عامة رسومية على إدخالات قاعدة بيانات البروتينات باستخدام معلومات من مصادر أخرى، مثل Gene Ontology . [7] [8]

تاريخ

اجتمعت قوتان لبدء قاعدة بيانات البروتين: مجموعة صغيرة ولكنها متنامية من مجموعات بيانات بنية البروتين التي تم تحديدها بواسطة حيود الأشعة السينية؛ وعرض الرسومات الجزيئية المتاح حديثًا (1968)، وهو Brookhaven RAster Display (BRAD)، لتصور هياكل البروتين هذه في صورة ثلاثية الأبعاد. في عام 1969، وبرعاية والتر هاملتون في مختبر بروكهافن الوطني ، بدأ إدغار ماير ( جامعة تكساس إيه آند إم ) في كتابة برامج لتخزين ملفات إحداثيات ذرية بتنسيق مشترك لجعلها متاحة للتقييم الهندسي والرسومي. وبحلول عام 1971، مكّن أحد برامج ماير، SEARCH، الباحثين من الوصول عن بُعد إلى المعلومات من قاعدة البيانات لدراسة هياكل البروتين دون اتصال بالإنترنت. [9] كان SEARCH فعالاً في تمكين الشبكات، وبالتالي وضع الأساس الوظيفي لقاعدة بيانات البروتين.

تم الإعلان عن بنك بيانات البروتين في أكتوبر 1971 في مجلة Nature New Biology [10] كمشروع مشترك بين مركز بيانات البلورات في كامبريدج ، المملكة المتحدة ومختبر بروكهيفن الوطني، الولايات المتحدة.

عند وفاة هاملتون في عام 1973، تولى توم كوتزل إدارة قاعدة بيانات البروتين لمدة 20 عامًا تالية. في يناير 1994، تم تعيين جويل سوسمان من معهد وايزمان للعلوم في إسرائيل رئيسًا لقاعدة بيانات البروتين. في أكتوبر 1998، [11] تم نقل قاعدة بيانات البروتين إلى مركز أبحاث المعلومات الحيوية البنيوية (RCSB)؛ [12] تم الانتهاء من النقل في يونيو 1999. كانت المديرة الجديدة هي هيلين إم بيرمان من جامعة روتجرز (إحدى المؤسسات الإدارية لمركز أبحاث المعلومات الحيوية البنيوية، والأخرى هي مركز سان دييغو للحاسوب العملاق في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو ). [13] في عام 2003، مع تشكيل قاعدة بيانات البروتين wwPDB، أصبحت قاعدة بيانات البروتين منظمة دولية. الأعضاء المؤسسون هم PDBe (أوروبا)، [3] RCSB (الولايات المتحدة)، وPDBj (اليابان). [4] انضمت BMRB [6] في عام 2006. يمكن لكل من الأعضاء الأربعة في wwPDB أن يعملوا كمراكز إيداع ومعالجة وتوزيع لبيانات PDB. تشير معالجة البيانات إلى حقيقة أن موظفي wwPDB يراجعون ويعلقون على كل إدخال مقدم. [14] ثم يتم فحص البيانات تلقائيًا للتأكد من مصداقيتها (تم توفير الكود المصدر [15] لبرنامج التحقق هذا للجمهور مجانًا).

محتويات

أمثلة على هياكل البروتين من قاعدة بيانات البروتينات (تم إنشاؤها باستخدام UCSF Chimera)
معدل تحديد بنية البروتين حسب الطريقة والسنة. MX = علم البلورات الجزيئي الكبير ، 3DEM = المجهر الإلكتروني ثلاثي الأبعاد . [16]

يتم تحديث قاعدة بيانات PDB أسبوعيًا ( UTC +0 الأربعاء)، جنبًا إلى جنب مع قائمة مقتنياتها. [17] اعتبارًا من 10 يناير 2023 ، تضمنت قاعدة بيانات PDB:


الطريقة التجريبية		 البروتينات فقط البروتينات مع السكريات القليلة
مجمعات البروتين/الأحماض النووية		 الأحماض النووية فقط آخر السكريات القليلة فقط المجموع
حيود الأشعة السينية 152277 8969 8027 2566 163 11 172013
الرنين النووي المغناطيسي 12104 32 281 1433 31 6 13887
المجهر الإلكتروني 9226 1633 2898 77 8 0 13842
هجين 189 7 6 12 0 1 215
نيوترون 72 1 0 2 0 0 75
آخر 32 0 0 1 0 4 309
المجموع: 173900 10642 11212 4091 202 22 200069
يوجد 162,041 هيكلًا في قاعدة بيانات البروتينات لديها ملف عامل هيكلي .
11,242 مبنى لديها ملف تقييد الرنين المغناطيسي النووي.
5,774 من الهياكل الموجودة في قاعدة بيانات البروتينات لديها ملف التحولات الكيميائية .
تم إيداع 13,388 مبنى في قاعدة بيانات المباني في ملف خريطة 3DEM في بنك بيانات المباني

يتم تحديد معظم الهياكل عن طريق حيود الأشعة السينية، ولكن يتم تحديد حوالي 7٪ من الهياكل عن طريق الرنين المغناطيسي النووي للبروتين . عند استخدام حيود الأشعة السينية، يتم الحصول على تقريبات لإحداثيات ذرات البروتين، بينما باستخدام الرنين المغناطيسي النووي، يتم تقدير المسافة بين أزواج ذرات البروتين. يتم الحصول على التكوين النهائي للبروتين من الرنين المغناطيسي النووي عن طريق حل مشكلة هندسة المسافة . بعد عام 2013، يتم تحديد عدد متزايد من البروتينات عن طريق المجهر الإلكتروني المبرد .

بالنسبة لهياكل PDB التي تم تحديدها بواسطة حيود الأشعة السينية والتي تحتوي على ملف عامل البنية، يمكن عرض خريطة كثافة الإلكترون الخاصة بها. يمكن عرض بيانات هذه الهياكل على مواقع PDB الثلاثة.

تاريخيًا، نما عدد الهياكل في قاعدة بيانات المباني بمعدل أسي تقريبًا، حيث تم تسجيل 100 هيكل في عام 1982، و1000 هيكل في عام 1993، و10000 هيكل في عام 1999، و100000 هيكل في عام 2014، و200000 هيكل في يناير 2023. [18] [19]

تنسيق الملف

كان تنسيق الملف المستخدم في البداية بواسطة PDB يسمى تنسيق ملف PDB. كان التنسيق الأصلي مقيدًا بعرض بطاقات الثقب الحاسوبية إلى 80 حرفًا لكل سطر. حوالي عام 1996، تم إدخال تنسيق "ملف معلومات البلورات الجزيئية الكبيرة"، mmCIF، وهو امتداد لتنسيق CIF . أصبح mmCIF التنسيق القياسي لأرشيف PDB في عام 2014. [20] في عام 2019، أعلن wwPDB أن الترسبات للطرق البلورية لن يتم قبولها إلا بتنسيق mmCIF. [21]

تم وصف إصدار XML من PDB، المسمى PDBML، في عام 2005. [22] يمكن تنزيل ملفات البنية بأي من هذه التنسيقات الثلاثة، على الرغم من أن عددًا متزايدًا من الهياكل لا يناسب تنسيق PDB القديم. يمكن تنزيل الملفات الفردية بسهولة في حزم الرسومات من عناوين URL على الإنترنت :

  • بالنسبة لملفات تنسيق PDB، استخدم، على سبيل المثال، http://www.pdb.org/pdb/files/4hhb.pdb.gzأوhttp://pdbe.org/download/4hhb
  • بالنسبة لملفات PDBML (XML)، استخدم، على سبيل المثال، http://www.pdb.org/pdb/files/4hhb.xml.gzأوhttp://pdbe.org/pdbml/4hhb

" 4hhb" هو معرف قاعدة بيانات البروتين. يتلقى كل بنية منشورة في قاعدة بيانات البروتين معرفًا أبجديًا رقميًا مكونًا من أربعة أحرف، وهو معرف قاعدة بيانات البروتين الخاص بها. (هذا ليس معرفًا فريدًا للجزيئات الحيوية، لأن العديد من البنيات لنفس الجزيء - في بيئات أو تكوينات مختلفة - قد تكون موجودة في قاعدة بيانات البروتين بمعرفات قاعدة بيانات البروتين مختلفة.)

عرض البيانات

يمكن عرض ملفات البنية باستخدام أحد العديد من برامج الكمبيوتر المجانية والمفتوحة المصدر ، بما في ذلك Jmol و Pymol و VMD وMolstar و Rasmol . تشمل البرامج غير المجانية الأخرى المشتركة ICM-Browser، [23] MDL Chime ، UCSF Chimera ، Swiss-PDB Viewer، [24] StarBiochem [25] (عارض جزيئي تفاعلي قائم على Java مع بحث متكامل لقاعدة بيانات البروتين)، و Sirius ، وVisProt3DS [26] (أداة لتصور البروتين في عرض مجسم ثلاثي الأبعاد في anaglyph وغيرها من الأوضاع)، و Discovery Studio . يحتوي موقع RCSB PDB على قائمة شاملة ببرامج تصور الجزيئات المجانية والتجارية وإضافات متصفح الويب.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ wwPDB، Consortium (2019). "Protein Data Bank: the single global archive for 3D macromolecular structure data". Nucleic Acids Res . 47 (D1): 520–528. doi : 10.1093/nar/gky949. PMC 6324056. PMID  30357364. 
  2. ^ wwPDB.org. "wwPDB: سياسات الاستخدام". www.wwpdb.org . تم الاسترجاع في 2024-04-16 .
  3. ^ ab "PDBe home < Node < EMBL-EBI". pdbe.org .
  4. ^ ab "بنك بيانات البروتين اليابان – PDB Japan – PDBj". pdbj.org .
  5. ^ بنك بيانات البروتين RCSB. "RCSB PDB: الصفحة الرئيسية". rcsb.org .
  6. ^ "بنك الرنين المغناطيسي البيولوجي". bmrb.wisc.edu .
  7. ^ Berman, HM (يناير 2008). "بنك بيانات البروتين: منظور تاريخي" (PDF) . Acta Crystallographica القسم أ . A64 (1): 88–95. doi : 10.1107/S0108767307035623 . PMID  18156675.
  8. ^ Laskowski RA, Hutchinson EG, Michie AD, Wallace AC, Jones ML, Thornton JM (ديسمبر 1997). "PDBsum: قاعدة بيانات تعتمد على الويب لملخصات وتحليلات جميع هياكل PDB". Trends Biochem. Sci . 22 (12): 488–90. doi :10.1016/S0968-0004(97)01140-7. PMID  9433130.
  9. ^ ماير إي إف (1997). "السنوات الأولى لبنك بيانات البروتين". علوم البروتين . 6 (7). مطبعة جامعة كامبريدج: 1591-1597. doi :10.1002/pro.5560060724. PMC 2143743. PMID  9232661 . 
  10. ^ "بنك بيانات البروتين". Nature New Biology . 233. 1971. doi : 10.1038/newbio233223b0 .
  11. ^ Berman HM, Westbrook J, Feng Z, Gilliland G, Bhat TN, Weissig H, Shindyalov IN, Bourne PE (January 2000). "The Protein Data Bank". Nucleic Acids Res . 28 (1): 235–242. doi :10.1093/nar/28.1.235. PMC 102472. PMID  10592235 . 
  12. ^ "Research Collaboratory for Structural Bioinformatics". RCSB.org . Research Collaboratory for Structural Bioinformatics. مؤرشف من الأصل في 2007-02-05.
  13. ^ "أرشيف نشرة بنك بيانات البروتين RCSB". بنك بيانات البروتين RCSB.
  14. ^ Curry E, Freitas A, O'Riáin S (2010). "The Role of Community-Driven Data Curation for Enterprises". في D. Wood (المحرر). ربط بيانات المؤسسة . بوسطن: Springer US. ص 25-47. ISBN 978-1-441-97664-2.
  15. ^ "مجموعة التحقق من صحة قاعدة بيانات البروتين". sw-tools.pdb.org .
  16. ^ Burley SK, Berman HM, Bhikadiya C, Bi C, Chen L, Costanzo LD, et al. (wwPDB consortium) (يناير 2019). "Protein Data Bank: the single global archive for 3D macromolecular structure data". Nucleic Acids Research . 47 (D1): D520–D528. doi : 10.1093/nar/gky949. PMC 6324056. PMID  30357364. 
  17. ^ "تفاصيل مقتنيات بنك التنمية الصيني الحالية". RCSB. مؤرشف من الأصل في 2007-07-04 . تم الاسترجاع في 2007-07-02 .
  18. ^ Anon (2014). "البيانات الصارمة: لم يكن من السهل على بنك بيانات البروتين أن يظل ذا صلة بـ 100000 بنية". Nature . 509 (7500): 260. doi : 10.1038/509260a . PMID  24834514.
  19. ^ بنك بيانات البروتين. "إحصائيات بنك بيانات البروتين: النمو الإجمالي للهياكل الصادرة سنويًا". www.rcsb.org . تم الاسترجاع في 12 يناير 2023 .
  20. ^ "wwPDB: تنسيقات الملفات وقاعدة بيانات PDB". wwpdb.org . تم الاسترجاع في 1 أبريل 2020 .
  21. ^ wwPDB.org. "wwPDB: أخبار 2019". wwpdb.org .
  22. ^ Westbrook J, Ito N, Nakamura H, Henrick K, Berman HM (أبريل 2005). "PDBML: تمثيل بيانات بنية الجزيئات الكبيرة الأرشيفية في XML". Bioinformatics . 21 (7): 988–992. doi : 10.1093/bioinformatics/bti082 . PMID  15509603.
  23. ^ "ICM-Browser". Molsoft LLC . تم الاسترجاع في 2013-04-06 .
  24. ^ "Swiss PDB Viewer". المعهد السويسري للمعلوماتية الحيوية . تم الاسترجاع في 2013-04-06 .
  25. ^ "STAR: Biochem - Home". web.mit.edu .
  26. ^ "VisProt3DS". Molecular Systems Ltd. تم الاسترجاع في 2013-04-06 .
تتمتع ويكي بيانات بالخاصية التالية:
  • معرف بنية قاعدة بيانات البروتين (P638) (انظر الاستخدامات )
  • بنك بيانات البروتين العالمي (wwPDB) - الموقع الرئيسي للمضيفين الإقليميين (أدناه)
    • بنك بيانات البروتين RCSB (الولايات المتحدة)
    • PDBe (أوروبا)
    • PDBj (اليابان)
    • BMRB، بنك بيانات الرنين المغناطيسي البيولوجي (الولايات المتحدة)
  • توثيق wwPDB—توثيق لكل من تنسيقات الملفات PDB وPDBML
  • النظر إلى الهياكل المؤرشفة في 24 مارس 2011 على موقع Wayback Machine —مقدمة RCSB لعلم البلورات
  • الصفحة الرئيسية لـ PDBsum—تستخرج البيانات من قواعد بيانات أخرى حول هياكل PDB.
  • قاعدة بيانات الأحماض النووية، NDB—مرآة PDB مخصصة للبحث عن الأحماض النووية
  • دورة تدريبية تمهيدية حول PDB برعاية PDB
  • PDBe: جولة سريعة على EBI Train OnLine
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=بنك_بيانات_البروتين&oldid=1240686705"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate