بانک داده پروتئین

در زیست‌شناسی بانک داده پروتئین (Protein Data Bank) به‌اختصار PDB منبعی برای ساختارهای پروتئینی آزمایشگاهی و اسیدهای نوکلئیک است. هدف اکثر بانک‌های داده ساختار پروتئین عبارت است از دسترسی جامعه زیست‌شناسان به داده‌های آزمایشی، به‌منظور ساماندهی و تفسیر ساختار پروتئین‌ها.  

داده‌های موجود در پایگاه داده‌های ساختار پروتئین اغلب شامل مختصات سه‌بعدی و همچنین اطلاعات آزمایشگاهی از قبیل ابعاد سلول و زوایای ساختارهای تعیین‌شده توسط بلورنگاری پرتو-ایکس یا بیناب‌نمایی ان‌ام‌آر هست. مدیریت این بانک داده با سازمانی به نام بانک داده جهانی پروتئین wwPDB است؛ اما در ادامه فهرستی از سایر بانک‌های داده موجود آورده شده است.

بانک داده جهانی پروتئین

بانک داده جهانی پروتئین (Worldwide Protein Data Bank) به‌اختصار wwPDB سازمانی جهانی است که مأموریت آن حفظ یک بایگانی واحدِ بانک داده پروتئینی از داده‌های ساختاری ماکرو مولکولی است و آن را به‌طور آزاد در دسترس جامعه جهانی قرار می‌دهد. در این پایگاه اطلاعات مربوط به ساختار سه‌بعدی ماکرو مولکول‌های زیستی ذخیره‌شده است. آرشیو PDB توسط مؤسسه بین‌المللی worldwide Protein Data Bank - wwPDB اداره می‌شود. مؤسسات زیر بنیان‌گذاران wwPDB هستند:

·         بانک داده‌های پروتئین در اروپا (Protein Data Bank in Europe - PDBe)

·         بانک داده‌های پروتئین در ژاپن (Protein Data Bank in Japan - PDBj)

·         گروه پژوهشیِ بیوانفورماتیک ساختاری (Research Collaborator for Structural Bioinformatics - RCSB)

·         بانک رزونانس مغناطیسی زیستی (Biological Magnetic Resonance Bank - BMRB)

لیست بانک داده پروتئین

·         پایگاه داده حرکات درشت مولکولی (Database of Macromolecular Movements): حرکات درشت‌مقیاس پروتئین‌ها و سایر درشت مولکول‌ها را با استفاده از فیلم نمایش می‌دهد. بعلاوه انواع ابزارها و سرورهای نرم‌افزاری رایگان برای تجزیه‌وتحلیل ساختاری در اختیار مخاطب قرار می‌دهد.

·         RCSB: این منبع از پایگاه داده PDB تهیه‌شده است. اطلاعات مربوط به اشکال سه‌بعدی پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک و ساختارهای پیچیده که به دانشجویان و محققان کمک می‌کند تا همه جنبه‌های زیست پزشکی و کشاورزی را درک کنند، از سنتز پروتئین گرفته تا سلامت و بیماری.

·         پروتِپریا: یک دائرة‌المعارف سه‌بعدی برای پروتئین و سایر مولکول‌هاست که در آن صفحه‌ای برای هر PDB دارد.

·         PDBSum: یک پایگاه داده تصویری است که یک نگاه اجمالی به مطالب هر ساختار سه‌بعدی سپرده‌شده در PDB ارائه می‌دهد. ساختارهای مولکولی را (زنجیره‌های پروتئین، DNA، لیگاند و یون‌های فلزی) به همراه نمودارهای شماتیک از تعامل بین آن‌ها را نشان می‌دهد.

·         بانک داده جهت‌گیری پروتئین‌ها در غشاها (OPM): پایگاه داده‌ای که برای موقعیت فضایی ساختارهای پروتئین غشایی نسبت به دولایه لیپیدی فراهم می‌کند.

·         لمکده پروتئین (Protein Lounge): علاوه بر اینکه مانند سایر بانک اطلاعاتی پروتئین شامل تصاویری از ساختار پروتئین است، همچنین، شامل مسیرهای پروتئینی و توالی‌های ژن نیز هست.

اهمیت و کاربرد

بانک داده‌های پروتئین از سال‌های ۱۹۷۱ میلادی به‌شدت علم زیست‌شناسی را تحت تأثیر قرار داده است. بسیاری از مقالاتی که امروزه، بخصوص در علم بیوانفورماتیک، ثبت می‌شوند، از اطلاعات موجود در این پایگاه داده بهره کافی می‌برند.

مذاکرات مربوط به بیوانفورماتیک و زیست‌شناسی محاسباتی نشان داد که چگونه در دسترس بودن ده‌ها هزار سازه، روش‌های کاملاً جدیدی برای پیشبرد علم را امکان‌پذیر کرده است. به‌عنوان‌مثال جانت تورنتون از رویکردهای بیوانفورماتیک برای درک خانواده‌ها و عملکرد آنزیم‌ها استفاده می‌کند. وی در ارائه خود بر اهمیت یکپارچه‌سازی داده‌های ساختاری با داده‌های منابع دیگر تأکید کرد. آندره سالی یک رویکرد یکپارچه برای تعیین ساختارها را توصیف می‌کند. او با استفاده از داده‌هایی با محتوای اطلاعاتی نسبتاً محدود، نشان داد که چگونه می‌توان به یک مدل بسیار قابل‌قبول برای یک مجتمع منافذ هسته‌ای (nuclear pore complex) رسید. دیوید بیکر توضیح داد که چگونه از روش‌های آزمایش و مدل‌سازی برای طراحی و پیش‌بینی ساختارها استفاده می‌کند. دیوید سیرلز که به خاطر کارهای خود در توصیف DNA به‌عنوان یک‌زبان مشهور است، اکنون از ساختار پروتئین برای ایجاد یک دستور زبان جدید استفاده می‌کند.