大腸菌メタボロームデータベース

大腸菌メタボロームデータベース（ECMDB）^[1]は、大腸菌（大腸菌株K12、MG1655）で発見または産生される低分子代謝物の、無料でアクセスできるオンラインデータベースです。大腸菌はおそらく地球上で最も研究されている細菌であり、 60年以上にわたって微生物学研究の「モデル微生物」として機能してきました。ECMDBは本質的には大腸菌の「オミクス」百科事典であり、大腸菌のゲノム、プロテオーム、メタボロームに関する詳細なデータが含まれています。ECMDBは、 DrugBank、HMDB、YMDB 、SMPDBを含む生物固有のメタボロームデータベーススイートの一部です。メタボロームリソースとして、ECMDBは腸/マイクロバイオームメタボロームおよび環境メタボロームの分野での研究を促進するように設計されています。 ECMDB には、1) 化学データと 2) 分子生物学および/または生化学データの 2 種類のデータが含まれています。化学データには、詳細な代謝物の説明が付いた 2,700 を超える代謝物構造と、これらの代謝物に対応する約 5,000 の NMR、 GC-MS、およびLC-MSスペクトルが含まれています。生化学データには、約 1,600 のタンパク質 (および DNA) 配列と、これらの代謝物エントリにリンクされている 3,100 を超える生化学反応が含まれています。 ^[1] ECMDB の各代謝物エントリには 80 を超えるデータ フィールドが含まれており、情報の約 65% が化学データに、残りの 35% が酵素または生化学データに使用されています。多くのデータ フィールドは、他のデータベース ( KEGG、PubChem、MetaCyc、ChEBI、PDB、UniProt、およびGenBank ) にハイパーリンクされています。ECMDB には、さまざまな構造およびパスウェイ表示アプレットもあります。 ECMDB データベースでは、テキスト、シーケンス、スペクトル、化学構造、リレーショナル クエリ検索を多数提供しています。これらについては、以下で詳しく説明します。

ECMDB のコンテンツは、さまざまなデータベース固有のツールを使用して探索または検索できます。テキスト検索ボックス (すべての ECMDB ページの上部にあります) を使用すると、名前、同義語、番号、識別子など、データベースのテキスト データの一般的なテキスト検索を実行できます。ECMDB では、スペルミスやあいまいなテキスト マッチングを可能にする「Elastic Search」というソフトウェア ツールを採用しています。テキスト検索を使用すると、テキスト検索ボックスの右側にあるプルダウン ボックスを使用して、「検索」フィールドで代謝物またはタンパク質を選択できます。このようにして、大腸菌代謝物または大腸菌タンパク質に関連する項目の結果のみを返すように検索を制限できます。ECMB には、すべてのページの上部に 1) ホーム、2) 参照、3) 検索、4) バージョン情報、5) ヘルプ、6) ダウンロード、7) お問い合わせの 7 つの選択可能なタブがあります。 ECMDB のブラウザ ([参照] タブからアクセス) を使用すると、データベースを参照したり、その内容を再ソートしたりできます。6 つの異なる参照オプションを使用できます: 1) 代謝物参照 (図 1)、2) タンパク質参照、3) 反応参照 (図 2)、4) 経路参照 (図 3)、5) クラス参照、および 6) 濃度参照。特定の参照オプションを選択すると、ECMDB の内容が概要表形式で表示され、ECMDB 識別子、名前、およびその他のデータが再ソート可能な表に表示されます。ECMDB MetaboCard または ProteinCard ボタンをクリックすると、対応する代謝物 (図 4) または対応するタンパク質の完全なデータ内容が表示されます。ECMDB では、[検索] リンクの下にいくつかの検索オプションも表示されます。これには、1) 化学クエリ、2) テキスト クエリ、3) 配列検索、4) データ抽出が含まれます。および 4 つの他の MS または NMR スペクトル検索ツールがあります。Chem Query オプションを使用すると、ユーザーは化合物をスケッチまたは入力 (SMILES 文字列経由) し、クエリ化合物に類似または同一の代謝物を ECMDB で検索できます。Sequence Search を使用すると、 ECMDB に含まれるすべてのタンパク質配列に対してBLAST (タンパク質) 配列検索を実行できます。この検索ツールでは、単一および複数の配列 (つまり、プロテオーム全体) BLAST クエリがサポートされています。また、ECMDB の MS、MS/MS、GC/MS、およびNMRスペクトル検索リンクを使用して、ECMDB の参照化合物 NMR および MS スペクトル データの詳細なスペクトル検索を実行できます。これらのツールは、 NMR 分光法、GC-MS 分光法、およびLC-MS 分光法を使用して細菌 (主に大腸菌) 代謝物の識別と特性評価をサポートすることを目的としています。ECMDB には、その内容だけでなく、E. coli 全般に関する詳細な情報を含む統計表も多数含まれています。特に、「About」タブの「E. coli の数値と統計」というセクションには、E. coli と E. coli の生理学に関する興味深い事実が何百も含まれています。ECMDB の多くのコンポーネントは、テキスト データ、化学構造、配列データの大部分を含め、完全にダウンロード可能です。これらは、[ダウンロード] ボタンをクリックし、さまざまなファイルをスクロールして適切なハイパーリンクを選択することで取得できます。

ECMDB のすべてのデータは非独占的であるか、非独占的ソースから取得されています。誰でも自由にアクセスして利用できます。さらに、ほぼすべてのデータ項目は完全に追跡可能であり、元のソースに明示的に参照されています。ECMDB データは、パブリック Web インターフェイスおよびダウンロードを通じて利用できます。

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