Protein Data Bank
Protein Data Bank (zkráceně PDB) je primární databáze 3-D struktur makromolekul jako např. proteinů, nukleových kyselin. PDB je důležitý zdroj bioinformatických dat pro molekulární biologii, medicínu a farmacii. Všechny uložené struktury a data jsou volně dostupné. Může je vkládat kdokoliv, není tedy zajištěna bezchybnost uveřejněných záznamů. Zdrojem dat bývá experimentální měření metodami NMR a X-ray krystalografie. V roce 2003 byla založena organizace wwPDB (Worldwide Protein Data Bank), která zajišťuje chod celé online databáze, její anotaci a sleduje její vývoj.[1] Financování databáze je umožněno díky vládním příspěvkům a uživatelským poplatkům.
Historie[editovat | editovat zdroj]
PDB byla založena v roce 1971 doktorem Walterem Hamiltonem na podnět Americké krystalografické společnosti (ACA).[2] Na začátku obsahovala databáze pouhých 7 struktur, které byly distribuovány na magnetických páscích. V této době záznamy přibývaly s rychlostí zhruba 25 struktur za rok. Až teprve po zdokonalení technik krystalografie začaly data přibývat exponencionálně, od roku 1987 je to až 50 struktur týdně.
Po vzniku wwPDB v roce 2003 se stala PDB databáze mezinárodním projektem. Sdružuje PDBe[3] (Evropa), PDBj[4] (Japonsko), RCSB[5] (USA) a od roku 2005 také BMRB (Biological magnetic resonance bank). Za management PDB je zodpovědná RCSB, a to od roku 1998 až do současnosti.
Počet struktur[editovat | editovat zdroj]
Každá struktura má přiřazené své PDB ID. Je to individuální 4 místný kód. Na prvním místě je vždy číslice od 1-9, na druhém až čtvrtém místě je libovolné číslo od 0-9 nebo písmeno z anglické abecedy A-Z. Možných ID je tedy 419 904.
Počet struktur lze vypočítat dle:
- n = exp(0,19y)
- n – počet struktur za rok
- y – počet roků od roku 1960
Tento vzorec byl odvozen v roce 1978 Richardem E. Dickersonem, který předpovídal exponenciální růst počtu vložených struktur.[6] Na konci roku 2012 mělo být dle tohoto vzorce 112 891 struktur v databázi, ve skutečnosti jich ale v PDB bylo méně- 87 030. Dickersonův předpoklad exponencionálního růstu dnes již neplatí. Graf počtu struktur je k dispozici na stránce PDB.
Vyhledávání v PDB[editovat | editovat zdroj]
V databázi PDB lze struktury vyhledávat podle ID, názvu molekuly, autora, který strukturu nahrál nebo dle sekvence. V pokročilém vyhledávání lze blíže specifikovat i např. datum nahrání, experimentální metodu nebo biologický původ molekuly. Zajímavostí PDB je, že je pravidelně vybírána molekula měsíce Archivováno 24. 9. 2011 na Wayback Machine.. Její struktura, funkce a význam pro lidské zdraví je presentováno srozumitelným způsobem, vhodným pro kohokoliv.
Formát PDB[editovat | editovat zdroj]
Výsledek hledání je textový soubor ve formátu PDB, který popisuje 3D strukturu pomocí interpretace elektronové hustoty atomů molekuly. Formát obsahuje základní údaje o molekule a autorovi. Experimentální údaje jsou zapsány do sloupců, které udávají číslo atomu, jeho druh, typ aminokyselinového zbytku a jeho pořadí. Také jsou uvedeny X, Y a Z souřadnice, které udávají polohu daného atomu v molekule. Poslední dva sloupce udávají počet možných konformací a teplotní flexibilitu. Výsledný zápis vypadá takto:
HEADER EXTRACELLULAR MATRIX 22-JAN-98 1A3I TITLE X-RAY CRYSTALLOGRAPHIC DETERMINATION OF A COLLAGEN-LIKE TITLE 2 PEPTIDE WITH THE REPEATING SEQUENCE (PRO-PRO-GLY) ... EXPDTA X-RAY DIFFRACTION AUTHOR R.Z.KRAMER,L.VITAGLIANO,J.BELLA,R.BERISIO,L.MAZZARELLA, AUTHOR 2 B.BRODSKY,A.ZAGARI,H.M.BERMAN ... REMARK 350 BIOMOLECULE: 1 REMARK 350 APPLY THE FOLLOWING TO CHAINS: A, B, C REMARK 350 BIOMT1 1 1.000000 0.000000 0.000000 0.00000 REMARK 350 BIOMT2 1 0.000000 1.000000 0.000000 0.00000 ... SEQRES 1 A 9 PRO PRO GLY PRO PRO GLY PRO PRO GLY SEQRES 1 B 6 PRO PRO GLY PRO PRO GLY SEQRES 1 C 6 PRO PRO GLY PRO PRO GLY ... ATOM 1 N PRO A 1 8.316 21.206 21.530 1.00 17.44 N ATOM 2 CA PRO A 1 7.608 20.729 20.336 1.00 17.44 C ATOM 3 C PRO A 1 8.487 20.707 19.092 1.00 17.44 C ATOM 4 O PRO A 1 9.466 21.457 19.005 1.00 17.44 O ATOM 5 CB PRO A 1 6.460 21.723 20.211 1.00 22.26 C ... HETATM 130 C ACY 401 3.682 22.541 11.236 1.00 21.19 C HETATM 131 O ACY 401 2.807 23.097 10.553 1.00 21.19 O HETATM 132 OXT ACY 401 4.306 23.101 12.291 1.00 21.19 O ...
PDB formát má koncovku .pdb. Lze ho otevřít v mnoha programech, např. Discovery Studio, PyMOL, Jmol, UCSF, Cn3D. Některé z těchto programů lze zdarma stáhnout z internetu.
Reference[editovat | editovat zdroj]
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Protein Data Bank na anglické Wikipedii.
- ↑ Berman, H. M., Henrick, K. & Nakamura, H. Announcing the worldwide Protein Data Bank. Nat Struct Biol. 10(12), 980 (2003)
- ↑ http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-94-011-4631-9_16#
- ↑ PDBe Protein Data Bank in Europe
- ↑ Welcome to PDBj – Home
- ↑ http://www.rcsb.org/
- ↑ Archivovaná kopie. www.sdsc.edu [online]. [cit. 2013-05-16]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2020-07-16.
