Das PDB-Archiv ist ein Speicher für atomare Koordinaten und andere Informationen, die Proteine und andere wichtige biologische Makromoleküle beschreiben. Strukturbiologen setzen Methoden wie Röntgenkristallographie, NMR-Spektroskopie und Kryo-Elektronenmikroskopie ein, um die Lage der einzelnen Atome zueinander im Molekül zu bestimmen. Anschließend hinterlegen sie diese Informationen, die dann von der wwPDB kommentiert und für die Öffentlichkeit freigegeben werden.
Die ständig wachsende PDB ist ein Spiegelbild der Forschung, die in Labors auf der ganzen Welt stattfindet. Das macht die Nutzung der Datenbank in Forschung und Lehre sowohl spannend als auch anspruchsvoll. Für viele der Proteine und Nukleinsäuren, die an den zentralen Prozessen des Lebens beteiligt sind, sind Strukturen verfügbar, so dass Sie im PDB-Archiv Strukturen für Ribosomen, Onkogene, Zielstrukturen für Medikamente und sogar ganze Viren finden können. Es kann jedoch eine Herausforderung sein, die benötigten Informationen zu finden, da die PDB so viele verschiedene Strukturen archiviert. Oft findet man mehrere Strukturen für ein bestimmtes Molekül, Teilstrukturen oder Strukturen, die gegenüber ihrer ursprünglichen Form verändert oder inaktiviert wurden.
Der Leitfaden zum Verständnis von PDB-Daten soll Ihnen helfen, sich einen Weg durch dieses Material zu bahnen, und Ihnen dabei helfen, einige häufige Fallstricke zu vermeiden. Diese Kapitel sind miteinander verwoben. Um zu beginnen, wählen Sie ein Thema aus dem rechten Menü oder wählen Sie ein Thema von unten:
- PDB-Daten
Die primären Informationen, die im PDB-Archiv gespeichert sind, bestehen aus Koordinatendateien für biologische Moleküle. In diesen Dateien sind die Atome in jedem Protein und ihre 3D-Position im Raum aufgeführt. Diese Dateien sind in verschiedenen Formaten verfügbar (PDB, mmCIF, XML). Eine typische PDB-Datei enthält einen großen „Header“-Abschnitt mit einer Zusammenfassung des Proteins, Zitierangaben und den Details der Strukturlösung, gefolgt von der Sequenz und einer langen Liste der Atome und ihrer Koordinaten. Das Archiv enthält auch die experimentellen Beobachtungen, die zur Bestimmung dieser Atomkoordinaten verwendet wurden.
- Visualisierung von Strukturen
Die PDB-Dateien können zwar direkt mit einem Texteditor betrachtet werden, doch ist es oft am nützlichsten, sie mit einem Browsing- oder Visualisierungsprogramm zu betrachten. Online-Tools wie die auf der PDB-Website des RCSB ermöglichen es Ihnen, die Informationen unter der PDB-Überschrift zu durchsuchen und zu erforschen, einschließlich Informationen über experimentelle Methoden und die Chemie und Biologie des Proteins. Wenn Sie die PDB-Einträge gefunden haben, die Sie interessieren, können Sie Visualisierungsprogramme verwenden, die es Ihnen ermöglichen, die PDB-Datei einzulesen, die Proteinstruktur auf Ihrem Computer anzuzeigen und eigene Bilder davon zu erstellen. In einem typischen Eintrag finden Sie ein buntes Gemisch aus biologischen Molekülen, kleinen Molekülen, Ionen und Wasser. Oft können Sie die Namen und Ketten-IDs verwenden, um diese zu sortieren. In kristallographisch ermittelten Strukturen werden die Atome mit Temperaturfaktoren versehen, die ihre Schwingungen beschreiben, und mit Belegungen, die angeben, ob sie in verschiedenen Konformationen vorkommen. NMR-Strukturen enthalten oft mehrere verschiedene Modelle des Moleküls.
- Potenzielle Herausforderungen
Bei der Erkundung des PDB-Archivs können Sie auf mehrere Herausforderungen stoßen. Zum Beispiel enthalten viele Strukturen, insbesondere solche, die durch Kristallographie bestimmt wurden, nur Informationen über einen Teil der funktionellen biologischen Anordnung. Glücklicherweise kann die PDB dabei helfen. Außerdem fehlen in vielen PDB-Einträgen Teile des Moleküls, die im Experiment nicht beobachtet wurden. Dazu gehören Strukturen, die nur Alpha-Kohlenstoffpositionen enthalten, Strukturen mit fehlenden Schleifen, Strukturen einzelner Domänen oder Untereinheiten eines größeren Moleküls. Außerdem enthalten die meisten kristallographischen Struktureinträge keine Informationen über Wasserstoffatome.
Sofern nicht anders angegeben, wurde dieses Feature von David S. Goodsell geschrieben und illustriert.