Банк даних білків () — сховище для тривимірних структурних даних білків і нуклеїнових кислот. Ці дані, зазвичай отримані методами рентгеноструктурного аналізу і ЯМР-спектроскопії, постачаються біологами і біохіміками зі всього світу. В цій базі даних вони знаходяться у публічному домені та можуть використовуватися безкоштовно.

Історія та організація

Банк даних білків було засновано в 1971 році Едгаром Меєром і Волтером Гамільтоном, співробітниками Брукгейвенської національної лабораторії. 1998 року, управління Банком даних було передане Дослідницькій колаборації структурної біоінформатики (). Адміністрація організації знаходиться на території Університету Ратгерс, її керівником зараз є Елен Берман .

Міжнародна організація Всесвітній Банк даних білків () складається з організацій в усьому світі, що займаються внесенням даних до бази та розповсюдженням накопиченої інформації (PDB). Членами організації зараз є RCSB PDB (США), PDBe (Європа) і PDBj (Японія). Група BMRB (США) приєдналася до wwPDB в 2006 році. Місією wwPDB є підтримка єдиного архіву даних всіх структур біологічних макромолекул та вільне розповсюдження цієї інформації.

Крім того, організація підтримує та приводить до спільного формату багато інших баз даних, що містять інформацію щодо функції білків та їх еволюції.

Коли база даних була заснована, вона містила структури 7 білків. Відтоді число структур швидко і майже експоненціально зростає. Сам факт цього росту став предметом окремих досліджень та аналізу growth rate .

Дані

Станом на 26 вересня 2006 року, база даних містила 39 051 тривимірних структур з атомною роздільною здатністю, з них 35 767 структур білків, решта — структури нуклеїнових кислот, нуклеопротеїнів та кількох інших молекул. Зараз щороку додається близько 5 тис. структур. Дані зберігаються в форматі mmCIF, розробленому спеціально для цієї цілі.

Проте, жодна з структур не містить точного розташування всіх атомів великих біомолекул, хоча, за винятком атомів водню, ці координати можуть бути отримані з великим ступенем достовірності. Дані про послідовності (амінокислот або нуклеотидів) не зберігаються в цій базі, ці дані зберігають в значно більших базах даних, таких як Міжнародна колаборація баз даних послідовностей () або Swiss-Prot.

станом на 11 вересня 2007 року, «Список даних PDB» на сайті RCSB містив наступну статистику: БілкиНуклеїнові кислотиНуклеопротеїниІншеВсьогоРентгеноструктурний аналіз 36223 983 1684 24 38914ЯМР-спектроскопія 5665 781 134 7 6587Електронна мікроскопія 105 10 38 0 153Інші методи 80 4 4 2 90Всього 42073 1778 1860 33 45744 Відмітьте, що теоретичні моделі більше не приймаються до PDB.

22461 структури в PDB мають файл структурного фактору. 3138 структури в PDB мають файл даних ЯМР. Сучасний стан бази щотижня оновлюється на сайті .

Формат даних

За роки існування, Формат файлів PDB пройшов через численні зміни. Оригінальний формат диктувався шириною комп'ютерних перфокарт. Опис формату — складений співробітниками PDB в BNL  — тут можуть бути знайдені специфікації формати, це перший сайт, який слід відвідати перед переглядом даних. PDBML  — представлення даних PDB в форматі XML. ftp.rcsb.org  — Необроблені дані можуть бути скачані із цього сайту.  — Файли формату PDB можуть бути отримані через HTTP з цього сайту. http://www.pdb.org/pdb/files/4hhb.xml.gz  — Файли формату PDBML (XML) можуть бути отримані через HTTP з цього сайту. ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/rcsb/  — Альтернативне розташування архіву PDB. www.pdb.org  — Статистика PDB.

Застарілі формати викликають багато проблем, тому створені проєкти переводу даних: The Molecular Modeling DataBase (MMDB)  — на сайті NCBI wwPDB

MMDB використовує ASN.1 (та перевод цього формату в XML). Члени wwPDB — RCSB PDB, MSD-EBI і PDBj спільно працюють над створенням єдиного формату в усьому архіві. Хоча дехто сумнівається в доцільності, інші стверджують, що без цього багато даних можуть бути важкими для використання.

Кожна структура в PDB отримує чотирьохбуквений ідентифікатор, PDB ID. Ці дані не слід використовувати для ідентифікації молекули, тому що часто одна молекула має кілька структур в базі даних (отриманих за різними умовами та в різних конформаціах), які мають різні ідентифікатори.

Коли структура потрапляє до бази даних, співробітники wwPDB перевіряють та анотують її. До бази подіються тільки експериментальні, але не теоретично передбачені структури.

Зараз багато фондів, що фінансують дослідження, та наукових журналів вимагають обов'язкової подачі даних до PDB.

Використання даних

Структурні дані можуть бути візуалізовані за допомогою багатьох програм, таких як , RasMol, PyMOL, Jmol, MDL Chime, QuteMol, плагінів для браузерів VRML та STING, програми для настільних комп'ютерів . Вебсайт RCSB PDB містить багато посилань на такі програми для використання для освіти, структурної геноміки та інших цілей.

Посилання

Джерела

Друковані H.M. Berman, K. Henrick, H. Nakamura (2003): Announcing the worldwide Protein Data Bank. Nature Structural Biology 10 (12), p. 980 PMID 14634627. H.M. Berman, J. Westbrook, Z. Feng, G. Gilliland, T.N. Bhat, H. Weissig, I.N. Shindyalov, P.E. Bourne: The Protein Data Bank. Nucleic Acids Research, 28 pp. 235–242 (2000). PMID 10592235 Bernstein FC, Koetzle TF, Williams GJ, Meyer Jr EF, Brice MD, Rodgers JR, Kennard O, Shimanouchi T, Tasumi M. The Protein Data Bank: a computer-based archival file for macromolecular structures. J Mol Biol 1977;112:535-542. PMID 875032. E.F. Meyer «The First Years of the Protein Data Bank», Protein Science 6:1591-1597 (1997) Sussman, JL, Lin, D, Jiang, J, Manning, NO, Prilusky, J, Ritter, O & Abola, EE. Protein data bank (PDB): a database of 3D structural information of biological macromolecules. Acta Cryst 1998; D54:1078-1084. PMID 10089483.

Онлайн The Worldwide Protein Data Bank (wwPDB)  — parent site to regional hosts (below) PDBe  — головна сторінка RCSB Protein Data Bank  — головна сторінка Protein Data Bank Japan  — головна сторінка A PDB Wiki  — вебсайт спільної аннотації

Інші посилання ExPASy — Swiss-Prot і TrEMBL DNA Sequence Collaborator's Page Міжнародна колаборація нуклаотидних послідовностей

Посилання на бази даних ферментів на сайті групи Кіма Гендріка (Kim Henrick) в EBI, частини MSD . ініціатива SIFTS . PDB. Пошук на сайті бази даних ферментів BRENDA. PDBSProtEC:

Інструменти для візуалізації молекул PyMOL — PyMol  — головна сторінка Sirius — Sirius  — головна сторінка STING  — головна сторінка RasMol — RasMol  — головна сторінка Garlic  — головна сторінка Swiss-PDB Viewer  — головна сторінка Jmol Viewer  — головна сторінка, відкритий код, Java QuteMol — QuteMol Home Page  — головна сторінка, відкритий код, Windows і Mac StarBiochem  — головна сторінка, Java, інтегрований пошук в PDB