糖質関連化合物構造のRDFによる統合化〇⼭⽥⼀作1)、松原正陽1)、⽊下聖⼦2),3)、成松久3)
1)野⼝研究所 2)創価⼤学 3)産業技術総合研究所 糖鎖技術研究グループ
トーゴーの⽇シンポジウム2015 〜統合データベースとオープンライフサイエンス〜@東京⼤学弥⽣講堂 ⼀条ホール（東京都⽂京区）

我々は糖鎖関連データを統合化するために、国際糖鎖構造リポジトリ「GlyTouCan」やセマンティックウェブに対応させた糖鎖構造表記法であるWURCS (theWeb3 Unique Representation of Carbohydrate Structures)を開発している。WURCS では、化合物の化学構造の内、糖鎖部分構造のみを対象とし線形⽂字列やResource Description Framework (RDF)などでの表記へ対応させている。さらに、WURCS における糖鎖構造表記の考え⽅を複合糖質など糖鎖以外の構造を含む化合物へと適⽤し、RDF で記述すること、糖鎖構造データと各種化合物データベースの化学構造との関連付けについて検討した。

⽬的⽅法

様々な化合物データベースに含まれる化合物を、化学構造の部分⼀致で他のデータベースとつなげることで、完全⼀致ではつながらない化合物をつなぐことが⽬的である。糖鎖データベースと化合物データベースの統合が期待できる。

化合物の扱いは研究対象とする分野により様々であるため、化合物の⾻格構造をもとに部分構造（コンポーネント）に分割し、部分構造（コンポーネント）をつないで化合物の全体の構造をRDFで記述する。

WURCS: Web3.0 Unique Representation of Carbohydrate Structure

糖鎖構造から化合物構造へ

GlyTouCan Accession Number: G00045MO

GPI anchor core

糖鎖

SIO:organic molecule
GlycoRDF:Compound

単糖

SIO:submolecular entity
GlycoRDF:Component

グリコシド結合SIO
FALDO

WURCS=2.0/2,4,3/[a2122h-1a_1-5_2*N][a1122h-1a_1-5]/1-2-2-2/a4-b1_b6-c1_c2-d1

WURCS-RDF: WURCSの構成要素を⽤いたWURCSのRDF
WURCS構成要素
WURCS Sec/onuRES Sec/on: [a2122h-1b_2*N]

LIN Sec/on: a1u2-b4u1*O*~1:n

preﬁx

WURCS=preﬁx[GLIPa1u2version

2.0

SkeletonCode (SC)a2122hdelimiter-delimiter/delimiter-

separator_Count2,4,3

anomeric posiPon

1MAP*O*uRESuRES List

anomeric symbolbRepeat~1:n

RESSeq

1-2-3

separator_LIP/GLIP Sec/on: a1u2|a2u2%.1:.9%

LIN

LIN List

MOD

MOD List

RES Index (GLIP only)

asuﬃx]SC posiPon

1direcPonuMAP posiPon

2separator (fuzzy only)|Probability%.1:.9%

RESSeq Sec/on: 1-2-3uRESID

1separator-

MOD Sec/on: 1-5; 2u0*NCC/3=O
LIP

2u0

SkeletonCode Sec/on: a2122h

MAP*NCC/3=O

Carbon Descriptor

delimiter-

a,1,2,hポスター１９：炭素鎖表現の系統化に基づく単糖および糖鎖構造の包摂関係表現

Molecule

Protein
GlycanLipid

化合物構造• コンポーネントに分割

⾻格構造分類は、ポスター１７“天然化合物関連情報にむけた、⽣合成を考慮した化学構造分類とRDF化への取り組み”の分類を利⽤• コンポーネントを結合RDFで記述

Licensed under a Creative Commons 表示2.1日本 license (c)2015 山田一作（公益財団法人野口研究所）

つなぎかたMolecule

フラボノイド­糖

sio:has-component-part
sio:SIO_000369
sio:Is-component-part-of
sio:SIO_000313

Component@preﬁx sio: <hcp://semanPcscience.org/resource/> .
@preﬁx faldo: <hcp://biohackathon.org/resource/faldo> .
@preﬁx glycan: <hcp://purl.jp/bio/12/glyco/glycan#> .

Astragalin
Kaempferol 3-O-β-D-glucosideOH

sio:is_connected-to
sio:SIO_000203

Component_1

Component_2

HOOOH

Location_1

sio:is_directly-connected-to
sio:SIO_000652

sio:is_covalentry-connected-to
sio:SIO_000334

Atom_1
Component

faldo:location

Location_2

HOO

Flavonol
Kaempferol

OHOOHOHO

Carbohydrate
β-D-glucopyranose

Atom_2

Molecule

Flavonoid Database

FL5FAANS0001

FlavonolLocation
faldo:position

Kaempferol

Carbohydrate# has component part [SIO_000369]<hcp://natpros.org/Astragalin/1>
sio:has-component-part <hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/>, <hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol> .
# is component part of [SIO_000313]<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/>
sio:is-component-part-of<hcp://natpros.org/Astragalin/1> .
<hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol>
sio:is-component-part-of<hcp://natpros.org/Astragalin/1> .
# is-connected-to [SIO:000203] component<->component<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/>
sio:is-connected-to <hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol> .
<hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol>
sio:is-connected-to <hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/> .
# faldo:locaPon<hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol>faldo:locaPon <hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol#loc> .
<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/>
faldo:locaPon <hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/#loc> .
# is_directly-connected-to [SIO:000652] faldo:locaPon<->faldo:locaPon<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/#loc>
sio:is_directly-connected-to<hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol#loc> .
<hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol#loc>
sio:is_directly-connected-to<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/#loc> .
# faldo:posiPon<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/#loc>
faldo:posiPon 1 ;rdf:type
faldo:ExactPosiPon .
<hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol#loc>
faldo:posiPon 3 ;rdf:type
faldo:ExactPosiPon .
# faldo:reference<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/#loc>
faldo:reference<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/> .
<hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol#loc>
faldo:reference <hcp://natpros.org/Flavonol/Kaempferol> .
# rdf:type<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/>
glycan:has_glyco_sequence "WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/" .
<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/>
a glycan:Sequence .
<hcp://rdf.glycoinfo.org/glycan/wurcs/WURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/#loc>a glycan:Monosaccharide .

G71142DFWURCS=2.0/1,1,0/[a2122h-1b_1-5]/1/

faldo:reference

Location

Reference

タンパク質­糖­脂質 GPI anchor

rdf:type
rdf:valueG91079GH

O

部分構造（コンポーネント）を組合せて化合物をつなぐ

Protein

CH 2
CH 2O

ProteinProtein
GlycanLipid

owl:sameAs

owl:sameAs
owl:sameAsGlycan

SM

Lipid

GlycanGlycanLipid

owl:sameAs

HO P O

SMProtein6

本研究は、国⽴研究開発法⼈科学技術振興機構（JST）・バイオサイエンスデー
タベースセンター（NBDC）により実施されているライフサイエンスデータベース統合推進事業における「統合化推進プログラム」の助成により実施した。

Molecule

α1,2

α1,6Protein
GlycanO6

Man Man GlcN

Glycan

O
α1,2

α1,6

Lipid

α1,4

Man Man GlcNO α1,6OOH

H 2C O C C14H 29
OH HC O C C14H 29

OH

OH HC O C C14H 29
O P O CH 2OHSMO
H 2C O C C14H 29

OHProtein

HO P OManOH

Molecule

CH 2α1,4

OHC NHCH 2O α1,6••••Protein

LipidOMan

Lipid

謝辞C NH

G00045MOOO P O CH 2OOHOOHOO

参考⽂献

WURCS: J Chem Inf Model. 2014 Jun 23;54(6):1558-66. doi: 10.1021/ci400571e.
GlycoRDF: BioinformaPcs. 2015 Mar 15;31(6):919-25. doi: 10.1093/bioinformaPcs/btu732.
SIO: J Biomed SemanPcs. 2014 Mar 6;5(1):14. doi: 10.1186/2041-1480-5-14.
FALDO: hcps://github.com/JervenBolleman/FALDO.
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