UniProt

Το UniProt είναι μια ελεύθερα προσβάσιμη βάση δεδομένων με αλληλουχία πρωτεϊνών και λειτουργικές πληροφορίες, πολλές καταχωρίσεις προέρχονται από έργα αλληλούχισης γονιδιώματος. Περιέχει μεγάλο όγκο πληροφοριών σχετικά με τη βιολογική λειτουργία των πρωτεϊνών που προέρχονται από την ερευνητική βιβλιογραφία. Διατηρείται από την κοινοπραξία UniProt, η οποία αποτελείται από διάφορους ευρωπαϊκούς βιοπληροφορικούς οργανισμούς και ένα ίδρυμα από την Ουάσινγκτον, ΗΠΑ.

 Η κοινοπραξία UniProt 

Η κοινοπραξία UniProt περιλαμβάνει το Ευρωπαϊκό Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής (European Bioinformatics Institute, EBI), το Ελβετικό Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής (Swiss Institute of Bioinformatics, SIB) και την Πηγή Πληροφοριών Πρωτεΐνης (Protein Information Resource, PIR). Το EBI, που βρίσκεται στην πανεπιστημιούπολη Wellcome Trust Genome στο Hinxton του Ηνωμένου Βασιλείου, φιλοξενεί μια μεγάλη πηγή βάσεων δεδομένων και υπηρεσιών βιοπληροφορικής. Το SIB, που βρίσκεται στη Γενεύη της Ελβετίας, συντηρεί τους διακομιστές ExPASy (Expert Protein Analysis System) που αποτελούν κεντρικό πόρο για εργαλεία και βάσεις δεδομένων πρωτεωμικής. Το PIR, που φιλοξενείται από το Εθνικό Ίδρυμα Βιοϊατρικής Έρευνας (National Biomedical Research Foundation, NBRF) στο Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Georgetown στην Ουάσινγκτον, DC, ΗΠΑ, είναι ο κληρονόμος της παλαιότερης βάσης δεδομένων αλληλουχίας πρωτεϊνών, του Margaret Dayhoff's Atlas of Protein Sequence and Structure, που δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά το 1965. Το 2002, οι EBI, SIB και PIR ένωσαν τις δυνάμεις τους ως κοινοπραξία UniProt.

 Οι ρίζες των βάσεων δεδομένων UniProt 

Κάθε μέλος της κοινοπραξίας συμμετέχει ενεργά στη συντήρηση και τον σχολιασμό της βάσης δεδομένων πρωτεϊνών. Μέχρι πρόσφατα, η EBI και η SIB παρήγαγαν από κοινού τις βάσεις δεδομένων Swiss-Prot και TrEMBL, ενώ η PIR παρήγαγε τη Βάση Δεδομένων Αλληλουχίας Πρωτεΐνης (PIR-PSD). Αυτές οι βάσεις δεδομένων συνυπήρχαν με διαφορετικές προτεραιότητες κάλυψης και σχολιασμού αλληλουχία πρωτεΐνης.

Το Swiss-Prot δημιουργήθηκε το 1986 από τον Amos Bairoch κατά τη διάρκεια του διδακτορικού του και αναπτύχθηκε από το Ελβετικό Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής και στη συνέχεια από τον Rolf Apweiler στο Ευρωπαϊκό Ινστιτούτο Βιοπληροφορικής.Séverine Altairac, "Naissance d’une banque de données: Interview du prof. Amos Bairoch ". Protéines à la Une , August 2006. . Το Swiss-Prot στοχεύει στην παροχή αξιόπιστων πρωτεϊνικών αλληλουχιών που σχετίζονται με υψηλό επίπεδο σχολιασμού (όπως η περιγραφή της λειτουργίας μιας πρωτεΐνης, η δομή του τομέα, οι μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις, παραλλαγές κ.λπ.), ένα ελάχιστο επίπεδο πλεονασμού και υψηλό επίπεδο ενσωμάτωσης με άλλες βάσεις δεδομένων. Αναγνωρίζοντας ότι τα δεδομένα αλληλουχίας δημιουργούνταν με ρυθμό που ξεπερνούσε την ικανότητα της Swiss-Prot να παρακολουθεί, δημιουργήθηκε η TrEMBL (Translated EMBL Nucleotide Sequence Data Library) για να παρέχει αυτοματοποιημένες σχολιασμούς για τις πρωτεΐνες που δεν περιέχονταν στη Swiss-Prot. Εν τω μεταξύ, η PIR διατήρησε την PIR-PSD και τις σχετικές βάσεις δεδομένων, συμπεριλαμβανομένης της iProClass, μιας βάσης δεδομένων αλληλουχιών πρωτεϊνών και επιμελημένων οικογενειών.

Τα μέλη της κοινοπραξίας συγκέντρωσαν τους επικαλυπτόμενους πόρους και την εμπειρογνωμοσύνη τους και ξεκίνησαν την UniProt τον Δεκέμβριο του 2003.

 Οργάνωση των βάσεων δεδομένων UniProt 

Η UniProt παρέχει τέσσερις βασικές βάσεις δεδομένων: το UniProtKB (με τα υποτμήματα Swiss-Prot και TrEMBL), UniParc, UniRef και Proteome.

Το UniProtKB

Η Γνωσιακή Βάση UniProt (UniProtKB) είναι μια βάση δεδομένων πρωτεϊνών που έχει επιμεληθεί εν μέρει από ειδικούς και αποτελείται από δύο ενότητες: την UniProtKB/Swiss-Prot (που περιέχει αναθεωρημένες, χειροκίνητα σχολιασμένες καταχωρήσεις) και την UniProtKB/TrEMBL (που περιέχει μη αναθεωρημένες, αυτόματα σχολιασμένες καταχωρήσεις). , η έκδοση "2023_01" του UniProtKB/Swiss-Prot περιέχει 569.213 καταχωρήσεις αλληλουχίας (που περιλαμβάνουν 205.728.242 αμινοξέα που προέρχονται από 291.046 αναφορές) και η έκδοση "2023_01" του UniProtKB/TrEMBL περιέχει 245.871.724 καταχωρήσεις αλληλουχίας (που περιλαμβάνουν 85.739.380.194 αμινοξέα).

UniProtKB/Swiss-Prot

Το UniProtKB/Swiss-Prot σχολιάζεται χειροκίνητα, είναι μια μη πλεονάζουσα βάση δεδομένων αλληλουχιώνπρωτεϊνών. Συνδυάζει πληροφορίες που προέρχονται από επιστημονική βιβλιογραφία και υπολογιστική ανάλυση που αξιολογείται από το biocurator. Στόχος του UniProtKB/Swiss-Prot είναι να παρέχει όλες τις γνωστές σχετικές πληροφορίες σχετικά με μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Οι σχολιασμοί αναθεωρούνται τακτικά ώστε να συμβαδίζουν με τα τρέχοντα επιστημονικά ευρήματα. Ο χειροκίνητος σχολιασμός μιας καταχώρησης περιλαμβάνει λεπτομερή ανάλυση της αλληλουχίας πρωτεϊνών και της επιστημονικής βιβλιογραφίας.

Οι αλληλουχίες από το ίδιο γονίδιο και το ίδιο είδος συγχωνεύονται στην ίδια καταχώρηση βάσης δεδομένων. Οι διαφορές μεταξύ των αλληλουχιών εντοπίζονται και η αιτία τους τεκμηριώνεται (για παράδειγμα εναλλακτικό μάτισμα, φυσική ποικιλομορφία, λανθασμένες θέσεις έναρξης, λανθασμένα όρια εξονίου, μετατοπίσεις πλαισίου, μη αναγνωρισμένες συγκρούσεις). Μια σειρά από εργαλεία ανάλυσης αλληλουχίας χρησιμοποιείται για την σχολιασμό των καταχωρήσεων Οι προβλέψεις από τον υπολογιστή αξιολογούνται χειροκίνητα και επιλέγονται τα σχετικά αποτελέσματα για συμπερίληψη στην καταχώρηση. Αυτές οι προβλέψεις περιλαμβάνουν μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις, διαμεμβρανικές περιοχές και τοπολογία, πεπτίδια σήματος, αναγνώριση περιοχών και ταξινόμηση οικογένειας πρωτεϊνών.

Οι σχετικές δημοσιεύσεις εντοπίζονται μέσω αναζήτησης σε βάσεις δεδομένων όπως η PubMed. Διαβάζεται το πλήρες κείμενο κάθε εργασίας και εξάγονται πληροφορίες που προστίθενται στην καταχώρηση. Οι σχολιασμοί που προκύπτουν από την επιστημονική βιβλιογραφία περιλαμβάνουν, αλλά δεν περιορίζονται:
Ονόματα πρωτεϊνών και γονιδίων
Λειτουργία
Ειδικές πληροφορίες ενζύμων όπως καταλυτική ενεργότητα, συμπαράγοντες και καταλυτικά υπολείμματα
Υποκυτταρική θέση
Αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης
Πρότυπο έκφρασης
Θέσεις και ρόλοι σημαντικών τομέων και θέσεων
Θέσεις σύνδεσης ιόντων-, υποστρωμάτων- και συμπαραγόντων
Παραλλαγμένες μορφές πρωτεϊνών που παράγονται από φυσική γενετική ποικιλομορφία, επεξεργασία RNA, εναλλακτικό μάτισμα, πρωτεολυτική επεξεργασία και μετα-μεταφραστική τροποποίηση

Οι σχολιασμένες καταχωρήσεις υποβάλλονται σε έλεγχο ποιότητας πριν από την ένταξή τους στο UniProtKB/Swiss-Prot. Όταν γίνουν διαθέσιμα νέα δεδομένα, οι καταχωρήσεις ενημερώνονται.

UniProtKB/TrEMBL

Το UniProtKB/TrEMBL περιέχει εγγραφές υψηλής ποιότητας που έχουν αναλυθεί υπολογιστικά, τα οποία είναι εμπλουτισμένα με αυτόματη σχολιασμό. Εισήχθη ως απάντηση στην αυξημένη ροή δεδομένων που προκύπτει από τα έργα γονιδιώματος, καθώς η χρονοβόρα και απαιτητική σε εργασία διαδικασία χειροκίνητου σχολιασμού του UniProtKB/Swiss-Prot δεν μπορούσε να διευρυνθεί ώστε να περιλαμβάνει όλες τις διαθέσιμες αλληλουχίες πρωτεϊνών. Οι μεταφράσεις των σχολιασμένων κωδικοποιητικών αλληλουχιών στη βάση δεδομένων αλληλουχιών νουκλεοτιδίων INSDC|EMBL-Bank/GenBank/DDBJ υποβάλλονται σε αυτόματη επεξεργασία και εισάγονται στο UniProtKB/TrEMBL.
Το UniProtKB/TrEMBL περιέχει επίσης αλληλουχίες από Protein Data Bank (PDB) και από την πρόβλεψη γονιδίων, συμπεριλαμβανομένων των Ensembl, RefSeq και Consensus CDS Project (CCDS). Από τις 22 Ιουλίου 2021 περιλαμβάνει επίσης δομές που προβλέπονται με AlphaFold2.

UniParc

Το UniProt Archive (UniParc) είναι μια ολοκληρωμένη και μη πλεονάζουσα βάση δεδομένων, η οποία περιέχει όλες τις αλληλουχίες πρωτεϊνών από τις κύριες, δημόσια διαθέσιμες βάσεις δεδομένων αλληλουχιών πρωτεϊνών.. Οι πρωτεΐνες μπορεί να υπάρχουν σε πολλές διαφορετικές βάσεις δεδομένων πηγής και σε πολλά αντίγραφα στην ίδια βάση δεδομένων. Για να αποφευχθεί η πλεονασμός, η UniParc αποθηκεύει κάθε μοναδική αλληλουχία μόνο μία φορά. Οι ταυτόσημες αλληλουχίες συγχωνεύονται, ανεξάρτητα από το αν προέρχονται από το ίδιο ή διαφορετικό είδος. Σε κάθε αλληλουχία δίνεται ένας σταθερός και μοναδικός αναγνωριστικός κωδικός (UPI), καθιστώντας δυνατή την αναγνώριση της ίδιας πρωτεΐνης από διαφορετικές βάσεις δεδομένων πηγής. Το UniParc περιέχει μόνο αλληλουχίες πρωτεϊνών, χωρίς σχολιασμό. Οι διασταυρούμενες αναφορές στη βάση δεδομένων στις καταχωρήσεις του UniParc επιτρέπουν την ανάκτηση περαιτέρω πληροφοριών σχετικά με την πρωτεΐνη από τις βάσεις δεδομένων της πηγής. Όταν οι αλληλουχίες στις βάσεις δεδομένων πηγής αλλάζουν, αυτές οι αλλαγές παρακολουθούνται από το UniParc και το ιστορικό όλων των αλλαγών αρχειοθετείται.

 Βάσεις δεδομένων πηγής 

Προς το παρόν, το UniParc περιέχει αλληλουχίες πρωτεϊνών από τις ακόλουθες δημόσια διαθέσιμες βάσεις δεδομένων:
 βάσεις δεδομένων αλληλουχίας νουκλεοτιδίων INSDC, EMBL-Bank/DDBJ/Genbank
 Ensembl
 European Patent Office (EPO)
 FlyBase: το κύριο αποθετήριο γενετικών και μοριακών δεδομένων για την οικογένεια εντόμων Drosophilidae (FlyBase)
 H-Invitational Database (H-Inv)
 International Protein Index (IPI)
 Japan Patent Office (JPO)
 Protein Information Resource (PIR-PSD)
 Protein Data Bank (PDB)
 Protein Research Foundation (PRF)
 RefSeq
 Saccharomyces Genome Database (SGD)
 The Arabidopsis Information Resource (TAIR)
 TROME
 US Patent Office (USPTO)
 UniProtKB/Swiss-Prot, UniProtKB/Swiss-Prot protein isoforms, UniProtKB/TrEMBL
 Vertebrate and Genome Annotation Database (VEGA)
 WormBase

UniRef

Τα συμπλέγματα αναφοράς UniProt (UniRef) αποτελούνται από τρεις βάσεις δεδομένων ομαδοποιημένων συνόλων πρωτεϊνικών αλληλουχιών από την UniProtKB και επιλεγμένεςψ εγγραφές UniParc. Η βάση δεδομένων UniRef100 συνδυάζει ταυτόσημες αλληλουχίες και θραύσματα αλληλουχιών (από οποιονδήποτε οργανισμό) σε μία μόνο καταχώρηση UniRef. Εμφανίζονται η αλληλουχία μιας αντιπροσωπευτικής πρωτεΐνης, οι αριθμοί πρόσβασης όλων των συγχωνευμένων καταχωρήσεων και οι σύνδεσμοι προς τις αντίστοιχες εγγραφές UniProtKB και UniParc. Οι αλληλουχίες UniRef100 ομαδοποιούνται χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο CD-HIT για τη δημιουργία των UniRef90 και UniRef50. Κάθε συστάδα αποτελείται από αλληλουχίες που έχουν τουλάχιστον 90% ή 50% ομοιότητα αλληλουχίας, αντίστοιχα, με τη μεγαλύτερη αλληλουχία. Η ομαδοποίηση αλληλουχιών μειώνει σημαντικά το μέγεθος της βάσης δεδομένων, επιτρέποντας ταχύτερες αναζητήσεις αλληλουχιών.

Το UniRef είναι διαθέσιμο από το UniProt FTP site .

 Χρηματοδότηση 

Το UniProt χρηματοδοτείται από επιχορηγήσεις από το Εθνικό Ινστιτούτο Έρευνας Ανθρώπινου Γονιδιώματος (ΗΠΑ), τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH) (ΗΠΑ), την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, την Ελβετική Ομοσπονδιακή Κυβέρνηση μέσω του Ομοσπονδιακού Γραφείου Παιδείας και Επιστημών, το NCI-caBIG και το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ.

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

UniProt

Κατηγορία:Βάσεις δεδομένων πρωτεϊνών
Κατηγορία:Διαδικτυακές βάσεις δεδομένων
Κατηγορία:Πρωτεωμική
Κατηγορία:Βιοπληροφορική