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Protein Data Bank Die PDB ist eine Open AccessDatenbank für 3D Strukturdaten von großen biologischen Molekülen über ein

Protein Data Bank

Die Protein Data Bank (PDB) ist eine Open AccessDatenbank für 3D-Strukturdaten von großen biologischen Molekülen. Über ein Internet-Informationsportal und ein herunterladbares Datenarchiv bietet die PDB Zugang zu 3D-Strukturdaten für Proteine, DNA und RNA. Sie ist heute eine weltweit führende Ressource für experimentelle Daten, die für wissenschaftliche Entdeckungen von zentraler Bedeutung sind. Die Kenntnis der 3D-Struktur eines biologischen Makromoleküls ist wesentlich für das Verständnis seiner Funktion. Die Strukturdaten wurden üblicherweise durch Kristallstrukturanalyse oder NMR-Spektroskopie gewonnen.

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Beispiele von Proteinstrukturen aus der PDB

Das Archiv der Proteindatenbank (PDB) enthält derzeit über 158.000 Einträge (Stand 2019) als 3D-Strukturen von Biomolekülen auf atomarer Ebene.

Die PDB wurde 1971 als erste frei zugängliche, digitale Datenquelle in der Biologie eingerichtet und die Rechenzentren werden von der "Research Collaboratory for Structural Bioinformatics" (RCSB PDB) betrieben. Sie stellt PDB-Daten allen Datenkonsumenten kostenlos und ohne Nutzungseinschränkungen (Policies) zur Verfügung.

Die RCSB-PDB wird an den Standorten Rutgers, der State University of New Jersey und dem University of California San Diego/San Diego SupercomputerCenter betrieben. Durch eine einzigartige Vereinbarung werden PDB-Daten auch von anderen Partnern der Worldwide Protein Data Bank (einschließlich der Protein Data Bank Europe (PDBe)), Protein Data Bank Japan und der Biological Magnetic Resonance Bank zur Verfügung gestellt. Das RCSB-PDB-Team (das an der Rutgers University und der University of CaliforniaSan Diego tätig ist) ist jedoch der wwPDB-Archivbetreuer und ist auch für die Datenintegrität und die Notfallwiederherstellung verantwortlich. Die Betriebskosten des RCSB-PDB, einschließlich der Kosten für die Datenerstellung und ‑speicherung sowie andere Ausgaben belaufen sich auf insgesamt 6,9 Millionen US-Dollar pro Jahr.

Geschichte Bearbeiten

PDB setzte sich ursprünglich aus Proteinstrukturen aus der Röntgen-Kristallstrukturanalyse und dem 1968 gegründeten Brookhaven RAster Display (BRAD) zusammen. Das BRAD-System konnte digitalisierte Bilder von Hough-Powell-Blasenkammer-Fotografien auf einen Schwarz-Weiß-Fernsehmonitor zeichnen. Die Entwickler des BRAD-Systems erkannten das Potenzial des BRAD-Systems für 3D-Grafiken und Walter C. Hamilton, leitender Chemiker am Brookhaven National Laboratory, nutzte das Potenzial des BRAD-Displays für die 3D-Molekulargrafik. Zusammen mit Edgar Meyer (Texas A&M University) wurde das Programm DISPLAY, eine Software zur Speicherung von Atomkoordinaten in einem gemeinsamen Format eingeführt. Das Programm DISPLAY konnte 3D-Modelle mit bis zu 512 Atomen zeichnen.

Bis 1970 wurden in Brookhaven die verfügbaren Atomkoordinaten von Proteinen gesammelt und mit dem Programm PROIN in einem einheitlichen Format gespeichert. Wegen des beschränkten Zugangs zu grafischen Darstellungen wurden sie kaum allgemein verwendet; man konnte nur endlose Listen von Atomkoordinaten bewundern oder Messingstangen so biegen, dass sie wie versteinerte Regenwürmer aussahen. Daher wurde das 1971 von Meyer das Programm SEARCH in FORTRAN geschrieben, um auf die PDB zuzugreifen und Koordinaten für die Offline-Anzeige bereitzustellen. Es konnte ein bestimmtes Protein aus der PDB auswählen und Atomkoordinaten auf der Grundlage von Atomtyp, Resttyp oder Sequenzbereich extrahieren. Nach Hamiltons Tod 1973 übernahm Tom Koetzle die Leitung für die folgenden 20 Jahre. Im Jahr 1994 ging die Führung an Joel Sussman über.

Von Oktober 1998 bis Juni 1999 wurde PDB in das Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (RCSB) übertragen. Dort wurde Helen M. Berman of Rutgers University neue Direktorin. Im Jahr 2003 wurde PDB mit der Gründung von Worldwide Protein Data Bank (wwPDB) international. Gründungsmitglieder sind PDBe (Europe), RCSB (USA) und PDBj (Japan). 2006 schloss sich die Biological Magnetic Resonance Bank (BMRB) an. Jeder Eintrag wird durch die Mitarbeiter bearbeitet.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. PDB Statistics: Overall Growth of Released Structures Per Year. Abgerufen am 19. August 2020.
  2. Kevin P. Sullivan, Peggy Brennan-Tonetta, Lucas J. Marxen: Economic Impacts of the Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (RCSB) Protein Data Bank. Rutgers New Jersey Agricultural Experiment Station, 2017, abgerufen am 19. August 2020.
  3. ↑ EF Meyer: The first years of the Protein Data Bank. In: Protein Science. 6. Jahrgang, Nr. 7. Cambridge University Press, 1997, S. 1591–1597, doi:10.1002/pro.5560060724, PMID 9232661, PMC 2143743 (freier Volltext).
  4. (Memento des Originals vom 5. Februar 2007 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/home.rcsb.org
  5. HM Berman, J Westbrook, Z Feng, G Gilliland, TN Bhat, H Weissig, IN Shindyalov, PE Bourne: The Protein Data Bank. In: Nucleic Acids Res. 28. Jahrgang, Nr. 1, Januar 2000, S. 235–242, doi:10.1093/nar/28.1.235, PMID 10592235, PMC 102472 (freier Volltext) – (oxfordjournals.org).
  6. RCSB PDB Newsletter Archive. RCSB Protein Data Bank;
  7. PDBe Protein Data Bank in Europe
  8. Welcome to PDBj
  9. BMRB / Biological Magnetic Resonance Bank
  10. E Curry, A Freitas, S O'Riáin: Linking Enterprise Data. Hrsg.: D. Wood. Springer US, Boston MA 2010, ISBN 978-1-4419-7664-2, The Role of Community-Driven Data Curation for Enterprises, S. 25–47 (google.com).
  11. PDB Validation Suite
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Veröffentlichungsdatum:
Die Protein Data Bank PDB ist eine Open AccessDatenbank fur 3D Strukturdaten von grossen biologischen Molekulen Uber ein Internet Informationsportal und ein herunterladbares Datenarchiv bietet die PDB Zugang zu 3D Strukturdaten fur Proteine DNA und RNA Sie ist heute eine weltweit fuhrende Ressource fur experimentelle Daten die fur wissenschaftliche Entdeckungen von zentraler Bedeutung sind Die Kenntnis der 3D Struktur eines biologischen Makromolekuls ist wesentlich fur das Verstandnis seiner Funktion Die Strukturdaten wurden ublicherweise durch Kristallstrukturanalyse oder NMR Spektroskopie gewonnen LogoBeispiele von Proteinstrukturen aus der PDBDas Archiv der Proteindatenbank PDB enthalt derzeit uber 158 000 Eintrage 1 Stand 2019 als 3D Strukturen von Biomolekulen auf atomarer Ebene Die PDB wurde 1971 als erste frei zugangliche digitale Datenquelle in der Biologie eingerichtet und die Rechenzentren werden von der Research Collaboratory for Structural Bioinformatics RCSB PDB betrieben Sie stellt PDB Daten allen Datenkonsumenten kostenlos und ohne Nutzungseinschrankungen Policies zur Verfugung Die RCSB PDB wird an den Standorten Rutgers der State University of New Jersey und dem University of California San Diego San Diego SupercomputerCenter betrieben Durch eine einzigartige Vereinbarung werden PDB Daten auch von anderen Partnern der Worldwide Protein Data Bank einschliesslich der Protein Data Bank Europe PDBe Protein Data Bank Japan und der Biological Magnetic Resonance Bank zur Verfugung gestellt Das RCSB PDB Team das an der Rutgers University und der University of CaliforniaSan Diego tatig ist ist jedoch der wwPDB Archivbetreuer und ist auch fur die Datenintegritat und die Notfallwiederherstellung verantwortlich Die Betriebskosten des RCSB PDB einschliesslich der Kosten fur die Datenerstellung und speicherung sowie andere Ausgaben belaufen sich auf insgesamt 6 9 Millionen US Dollar pro Jahr 2 Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Siehe auch 3 Literatur 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseGeschichte BearbeitenPDB setzte sich ursprunglich aus Proteinstrukturen aus der Rontgen Kristallstrukturanalyse und dem 1968 gegrundeten Brookhaven RAster Display BRAD zusammen Das BRAD System konnte digitalisierte Bilder von Hough Powell Blasenkammer Fotografien auf einen Schwarz Weiss Fernsehmonitor zeichnen Die Entwickler des BRAD Systems erkannten das Potenzial des BRAD Systems fur 3D Grafiken und Walter C Hamilton leitender Chemiker am Brookhaven National Laboratory nutzte das Potenzial des BRAD Displays fur die 3D Molekulargrafik Zusammen mit Edgar Meyer Texas A amp M University wurde das Programm DISPLAY eine Software zur Speicherung von Atomkoordinaten in einem gemeinsamen Format eingefuhrt Das Programm DISPLAY konnte 3D Modelle mit bis zu 512 Atomen zeichnen Bis 1970 wurden in Brookhaven die verfugbaren Atomkoordinaten von Proteinen gesammelt und mit dem Programm PROIN in einem einheitlichen Format gespeichert Wegen des beschrankten Zugangs zu grafischen Darstellungen wurden sie kaum allgemein verwendet man konnte nur endlose Listen von Atomkoordinaten bewundern oder Messingstangen so biegen dass sie wie versteinerte Regenwurmer aussahen Daher wurde das 1971 von Meyer das Programm SEARCH 3 in FORTRAN geschrieben um auf die PDB zuzugreifen und Koordinaten fur die Offline Anzeige bereitzustellen Es konnte ein bestimmtes Protein aus der PDB auswahlen und Atomkoordinaten auf der Grundlage von Atomtyp Resttyp oder Sequenzbereich extrahieren 3 Nach Hamiltons Tod 1973 ubernahm Tom Koetzle die Leitung fur die folgenden 20 Jahre Im Jahr 1994 ging die Fuhrung an Joel Sussman uber Von Oktober 1998 bis Juni 1999 wurde PDB in das Research Collaboratory for Structural Bioinformatics RCSB ubertragen 4 5 Dort wurde Helen M Berman of Rutgers University neue Direktorin 6 Im Jahr 2003 wurde PDB mit der Grundung von Worldwide Protein Data Bank wwPDB international Grundungsmitglieder sind PDBe Europe 7 RCSB USA und PDBj Japan 8 2006 schloss sich die Biological Magnetic Resonance Bank BMRB an 9 Jeder Eintrag wird durch die Mitarbeiter bearbeitet 10 11 Siehe auch BearbeitenCrystallography Open DatabaseLiteratur BearbeitenH M Berman et al The Protein Data Bank In Nucleic Acids Res Bd 28 2000 S 235 242 H Berman et al The worldwide Protein Data Bank wwPDB ensuring a single uniform archive of PDB data In Nucleic Acids Res Bd 35 2007 S D301 D303 PMID 17142228 doi 10 1093 nar gkl971 S Dutta H M Berman Large macromolecular complexes in the Protein Data Bank a status report PDF In Structure Bd 13 2005 S 381 388 PMID 15766539 doi 10 1016 j str 2005 01 008 W F Bluhm B Beran C Bi D Dimitropoulos A Prlic G B Quinn P W Rose C Shah J Young B Yukich H M Berman P E Bourne Quality assurance for the query and distribution systems of the RCSB Protein Data Bank In Database the journal of biological databases and curation Band 2011 2011 S bar003 doi 10 1093 database bar003 PMID 21382834 PMC 3056270 freier Volltext Weblinks BearbeitenPDB Europa Worldwide Protein Data BankEinzelnachweise Bearbeiten PDB Statistics Overall Growth of Released Structures Per Year Abgerufen am 19 August 2020 Kevin P Sullivan Peggy Brennan Tonetta Lucas J Marxen Economic Impacts of the Research Collaboratory for Structural Bioinformatics RCSB Protein Data Bank Rutgers New Jersey Agricultural Experiment Station 2017 abgerufen am 19 August 2020 a b EF Meyer The first years of the Protein Data Bank In Protein Science 6 Jahrgang Nr 7 Cambridge University Press 1997 S 1591 1597 doi 10 1002 pro 5560060724 PMID 9232661 PMC 2143743 freier Volltext RCSB Research Collaboratory for Structural Bioinformatics Memento des Originals vom 5 Februar 2007 im Internet Archive nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot home rcsb org HM Berman J Westbrook Z Feng G Gilliland TN Bhat H Weissig IN Shindyalov PE Bourne The Protein Data Bank 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