tooluniverse-structural-proteomics について
創薬ターゲット検証のために、タンパク質構造、予測モデル、リガンド、結合部位、プロテオミクスデータを組み合わせる ToolUniverse スキルです。複数データベースの構造エビデンスを比較する研究者向けに、構造品質、ドメイン分類、NMR データの分析手順を提供します。
主な機能
- 01PDB と AlphaFold の構造検索
- 02リガンドと結合部位の確認
- 03構造品質と分解能の評価
- 04ドメインとフォールド分類の調査
- 05NMR とプロテオミクス記録の取得
活用シーン
- 01創薬ターゲットの構造調査
- 02リガンド結合部位のエビデンス評価
- 03ドメインまたはフォールド分類の比較
- 04タンパク質に関連する NMR 記録の検索
MCP 対応
ToolUniverse のツールを利用する手順を示すスキルです。入力には MCP サーバーまたはクライアントとの関係は記載されていません。
インストール
コマンドをコピーしてターミナルで実行します。
npx skills add https:/ / github.com/ mims-harvard/ tooluniverse --skill tooluniverse-structural-proteomicsインストール後、Claude Code で/tooluniverse-structural-proteomicsを入力して読み込まれたか確認します。
詳細
創薬標的検証のための構造プロテオミクス
PDB、AlphaFold、GPCRdb、SAbDab、プロテオミクスデータベース全体にわたる包括的な構造データの統合に、ToolUniverse ツールを活用し、創薬標的を検証します。
推測せず、調べる
- PDB 構造/分解能:
PDBeSIFTS_get_best_structuresとRCSBGraphQL_get_structure_summary - AlphaFold の信頼度:
alphafold_get_summary - リガンド/親和性:
PDBe_get_structure_ligandsとBindingDB_get_ligands_by_uniprot - タンパク質間結合変異(ddG):
SKEMPI_search_by_structure/SKEMPI_search_by_protein/SKEMPI_get_mutation— BindingDB のタンパク質間相互作用版です。小分子リガンドではなく、界面変異が親和性に与える影響を調べます - ドラッガビリティ:
ProteinsPlus_predict_binding_sites
説明するのではなく、計算する
分析に計算(統計、データ処理、スコアリング、エンリッチメント)が必要な場合は、Bash 経由で Python コードを記述して実行します。実行方法を説明するのではなく、実際に実行して結果を報告してください。ToolUniverse ツールでデータを取得し、Python(pandas、scipy、statsmodels、matplotlib)で分析します。
分野固有の考察
分解能によって妥当な結論が決まります。<2A では原子位置を確認できます。2~3A では側鎖の信頼性が高く、創薬設計を支援できます。>3A では主鎖のみとなり、結合部位の信頼性は低くなります。低分解能構造を過度に解釈しないでください。
ツール一覧
PDB(RCSB)
RCSBAdvSearch_search_structures(query_type、query_value、rows)、RCSBData_get_entry(entry_id)、RCSBGraphQL_get_structure_summary(pdb_id)、RCSBGraphQL_get_ligand_info(pdb_id)、RCSB_get_chemical_component(comp_id)
PDB(PDBe)
pdbe_get_entry_summary(pdb_id)、PDBe_get_structure_ligands(pdb_id)、PDBe_get_bound_molecules(pdb_id)、PDBeSearch_search_structures(query、rows)、PDBeSIFTS_get_best_structures(uniprot_id)、PDBeSIFTS_get_all_structures(uniprot_id)、PDBe_KB_get_ligand_sites(pdb_id)、PDBe_KB_get_interface_residues(pdb_id)、PDBeValidation_get_quality_scores(pdb_id)
PDBe PISA
PDBePISA_get_interfaces(pdb_id)、PDBePISA_get_assemblies(pdb_id)
AlphaFold
alphafold_get_prediction(qualifier=UniProt)、alphafold_get_summary(qualifier)、alphafold_get_annotations(qualifier)
結合部位
ProteinsPlus_predict_binding_sites(pdb_id、chain)、BindingDB_get_ligands_by_uniprot(uniprot_id)、BindingDB_get_ligands_by_pdb(pdb_id)、BindingDB_get_targets_by_compound(smiles)
リガンド/化合物の化学情報(PDBe Compounds)
PDBe_get_compound_summary(comp_id — 3 文字の PDB 化学成分コード)— 1 つのリガンドについて、分子式、分子量、InChI/InChIKey、SMILES、系統名、PubChem/DrugBank/EPA CompTox への相互参照情報を取得します。PDBe_get_compound_structures(comp_id)— 下記の注意点を参照してください。構造の網羅的な一覧は返しません。
Foldseek
Foldseek_search_structure(sequence、mode="tmalign")、Foldseek_get_result(ticket)
GPCRdb
GPCRdb_get_protein(protein)、GPCRdb_get_structures(protein)、GPCRdb_get_ligands(protein)、GPCRdb_get_mutations(protein)。エントリ名、遺伝子シンボル(自動的に {symbol.lower()}_human に変換)、UniProt アクセッションを受け付けます。
SAbDab
SAbDab_search_structures(query/antigen)、SAbDab_get_structure(pdb_id)、TheraSAbDab_search_therapeutics(query)、TheraSAbDab_search_by_target(target)
ドメイン
InterPro_get_protein_domains(uniprot_id)、Pfam_get_protein_annotations(uniprot_id)、UniProt_get_entry_by_accession(accession)
フォールド/ドメイン分類(CATH と InterPro メンバーデータベース)
CATH_get_superfamily(superfamily_id)、CATH_get_domain_summary(domain_id)、CATH_list_funfams(superfamily_id)、CATH_get_funfam(superfamily_id、funfam_number)、InterPro_list_member_databases(パラメーターなし)、InterPro_list_member_signatures(member_database、page_size)、InterPro_get_member_signature(member_database、accession)、InterPro_get_structures_for_entry(interpro_id、page_size)
ドメインアーキテクチャとクラン (InterPro、Pfam アクセッションキー)
InterPro_get_protein_domain_architecture (accession)、InterPro_get_structures_for_domain (pfam_accession, max_results)、InterPro_get_clan_members (clan_accession, max_results) — InterPro の API は断続的に不安定です。「not found」という結果がエントリの不在を意味すると判断する前に、後述のワークフロー 5b を参照してください
プロテオミクス
ProteomeXchange_search_datasets (query)、ProteomeXchange_get_dataset (dataset_id)
分子動力学シミュレーションのメタデータ (MDDB)
MDDB_search_projects (query, limit)、MDDB_get_project (accession) — 公開された MD トラジェクトリのシミュレーションパラメータ (力場、温度、アンサンブル、シミュレーション時間、フレーム数、トラジェクトリサイズ)。メタデータのみで、トラジェクトリファイルそのものではありません
BMRB (NMR データ)
BMRB_search_by_keyword (term, database="macromolecules"|"metabolomics")、BMRB_search_by_sequence (sequence)、BMRB_get_entries_by_pdb_id (pdb_id)、BMRB_get_entries_by_uniprot (uniprot_id)、BMRB_get_entry (entry_id)、BMRB_get_entry_citation (entry_id)、BMRB_get_validation (entry_id)、BMRB_search_chemical_shifts (entry_id または検索フィルター)
内在的無秩序 (MobiDB、DisProt、IUPred3)
MobiDB_get_protein (accession)、MobiDB_get_consensus (accession) — 現在到達不能です。制限事項を参照してください。DisProt_search (query, page_size)、DisProt_get_entry (accession — DisProt ID または UniProt アクセッション)。IUPred3_predict_disorder (accession, iupred_type="long"|"short"|"anchor")
膜タンパク質構造 (OPM、TopDB、PDBTM、ChannelsDB)
OPM_search_structures (query, limit)、TopDB_get_topology (identifier)、PDBTM_get_topology (pdb_id)、ChannelsDB_get_channels_pdb (pdb_id)、ChannelsDB_get_channels_cofactor (pdb_id)
触媒部位アトラス (M-CSA)
MCSA_get_entry (mcsa_id)、MCSA_search_enzymes (enzyme_name, ec_number, uniprot_id, max_pages, limit)
ワークフロー 1: 創薬ターゲットのすべての構造を検索する
Phase 0: Resolve protein → UniProt ID, gene symbol, organism
Phase 1: PDBeSIFTS_get_best_structures → RCSBGraphQL_get_structure_summary → PDBeValidation
Phase 2: alphafold_get_prediction/summary → compare pLDDT with experimental coverage
Phase 3: IF GPCR → GPCRdb; IF antibody target → SAbDab/TheraSAbDab
Phase 4: InterPro/Pfam domain mapping → identify unresolved regions
Phase 5: Summary table (PDB ID, method, resolution, ligands, coverage, quality)
判断基準: 創薬設計には分解能 2.5Å 未満。結合部位については X 線 > クライオ電子顕微鏡 > NMR > AlphaFold。ホロ構造 > アポ構造。ターゲットの最良の実験構造が NMR 構造である場合 (結晶化が失敗する小規模または無秩序なタンパク質でよくあるケース)、または単一の静的ポケット形状よりも動態・柔軟性のデータが重要な場合は、PDB 座標ファイルを唯一の NMR エビデンスとして扱うのではなく、BMRB (ワークフロー 4) を通じて基盤となる化学シフト・帰属データを取得してください。
ワークフロー 4: NMR 構造・動態データ (BMRB)
Phase 1: Resolve target -> BMRB_search_by_keyword (protein name) or BMRB_search_by_sequence (exact sequence match)
or, if you already have an NMR PDB entry -> BMRB_get_entries_by_pdb_id (cross-reference to the matching BMRB entry/entries)
or BMRB_get_entries_by_uniprot (UniProt accession -> linked BMRB entries)
Phase 2: BMRB_get_entry(entry_id) -> full deposition: saveframes for entry_information, assigned chemical shifts,
sample conditions, method. BMRB_get_entry_citation(entry_id) -> BibTeX citation for the deposition.
Phase 3: BMRB_get_validation(entry_id) -> AVS (assigned-value-set) analysis: per-residue/per-atom chemical-shift
typing and assignment-quality scores -- use this before trusting a shift value, the same way
PDBeValidation quality scores gate trust in an X-ray/cryo-EM structure.
Phase 4 (optional, slow): BMRB_search_chemical_shifts -> raw per-atom chemical-shift table for an entry
(large response, 15-20s+ for popular entries -- only pull this when the actual shift values are
needed, e.g. for a downstream chemical-shift-based dynamics or secondary-structure calculation).
実例 (実際に検証済み): PDB 1D3Z (NMR ユビキチン構造) -> BMRB_get_entries_by_pdb_id が BMRB エントリ 11505、11547、15047、... を返します (配列による BLAST マッチであり、PDB<->BMRB の厳密な 1:1 マッピングではないため、複数の候補エントリが想定され、タイトル・手法で選択します) -> BMRB_get_entry("11505") がタイトル「Alternative structure of Ubiquitin」を確認 -> BMRB_get_validation("11505") がその登録に対する AVS 化学シフトタイピング解析を返します。
ツールに関する注意: BMRB_search_by_keyword の term パラメータは、ツール名とは異なり keyword ではなく、プレーンなタンパク質・分子名 (例: "ubiquitin"、"calmodulin") を受け付けます。
ワークフロー 5:フォールドとドメインシグネチャの分類(CATH + InterPro メンバーデータベース)
CATH は、タンパク質のドメインの 3D フォールド(Class/Architecture/Topology/Homologous-superfamily)を分類し、さらにスーパーファミリー内のドメインを、機能的に一貫性のある FunFam にグループ化します。これは、上記の InterPro_get_protein_domains/Pfam_get_protein_annotations を置き換えるものではなく、それらを補完するものです。この 2 つは「このタンパク質がどのドメインを持つか」に答えます。一方、ここで紹介する CATH と InterPro メンバーデータベースのツールを使うと、フォールド/スーパーファミリー/シグネチャを起点にして、それに属するもの(構造、ドメイン、または InterPro の統合エントリーを支えるデータベースごとの生のシグネチャカタログ)をすべて探せます。
Phase 1: CATH_get_domain_summary(domain_id) -> C.A.T.H classification + residue count for one PDB-chain-domain
(domain_id format: <pdb_id><chain><domain_number>, e.g. "1cukA01")
Phase 2: CATH_get_superfamily(superfamily_id) -> homologous-superfamily name + domain/family counts across all of CATH
Phase 3: CATH_list_funfams(superfamily_id) -> functional sub-families within that superfamily, ranked by member count
Phase 4: CATH_get_funfam(superfamily_id, funfam_number) -> detail for one specific FunFam
実例(実際のデータで検証済み):CATH_get_domain_summary(domain_id="1cukA01") -> cath_id: "2.40.50.140.116.1.1.1.1"、スーパーファミリー 2.40.50.140(「核酸結合タンパク質」、主にベータ構造) -> CATH_get_superfamily("2.40.50.140") -> このスーパーファミリーには合計 2,879 個のドメイン -> CATH_list_funfams("2.40.50.140") -> 1,285 個の FunFam があり、最多のものは「30S リボソームタンパク質 S12」(メンバー 6,057 個)です。
ツールに関する注意:CATH_get_superfamily が受け取るのは superfamily_id であり、cath_id ではありません。ツールの応答に cath_id フィールドが含まれていても、cath_id を渡すとパラメーター検証に失敗します。
Phase 1: InterPro_list_member_databases() -> catalog of all 14 member databases (pfam, cathgene3d, ssf, panther,
cdd, profile, smart, ncbifam, prosite, prints, hamap, pirsf, sfld, antifam) with entry counts
Phase 2: InterPro_list_member_signatures(member_database, page_size) -> browse that database's raw signature catalog,
each entry showing its `integrated_interpro` cross-reference if InterPro has folded it into an integrated entry
Phase 3: InterPro_get_member_signature(member_database, accession) -> full detail for one signature (name, GO terms,
protein/structure/taxa counts)
Phase 4: InterPro_get_structures_for_entry(interpro_id, page_size) -> real PDB structures (with experiment type and
resolution) whose chains carry a given *integrated* InterPro entry
実例(実際のデータで検証済み):InterPro_get_member_signature(member_database="pfam", accession="PF00069") -> 「プロテインキナーゼドメイン」、integrated_interpro: "IPR000719"、このシグネチャを持つタンパク質 1,364,822 個/構造 5,477 個/分類群 36,542 個 -> InterPro_get_structures_for_entry(interpro_id="IPR000719") -> キナーゼ阻害剤との共結晶を含む実際の PDB ヒット(例:10dj、Fyn キナーゼ + サラカチニブ、2.22Å)。これは「このタンパク質はキナーゼドメインを持つ」から「そのドメインの解明済み構造はこちらで、そのうち複数はすでに薬剤と複合体を形成している」へと直接つなぐものです。
ツールに関する注意:InterPro_get_member_signature には member_database と accession の両方が必須です。アクセッションだけ(例:PF00069)では不十分です。同じ形式のアクセッションが、理論上、異なるメンバーデータベース間で重複する可能性があるためです。
ワークフロー 5b:タンパク質全体のドメイン構成と Pfam クラン
InterPro の統合 ID ではなく、Pfam アクセッション/UniProt アクセッションをキーにする InterPro ツールがさらに 3 つあります。同じ基盤データベースを利用する、別のエントリーポイントです。
InterPro_get_protein_domain_architecture(accession) -> ALL Pfam domains on one protein at once, with
exact residue start/end and the integrated InterPro ID for each -- the "what domains does this
whole protein have, with coordinates" complement to InterPro_get_member_signature's "tell me about
one specific signature" above
InterPro_get_structures_for_domain(pfam_accession, max_results) -> PDB structures containing a given
Pfam domain -- the Pfam-accession-keyed sibling of InterPro_get_structures_for_entry(interpro_id)
above; use whichever accession type (Pfam PFxxxxx vs integrated IPRxxxxxx) you already have,
they answer the same question from the two different InterPro identifier namespaces
InterPro_get_clan_members(clan_accession, max_results) -> member Pfam families in a clan (Pfam's own
superfamily grouping) -- distinct from CATH's superfamily/FunFam grouping in Workflow 5 above:
CATH groups by solved 3D fold, Pfam clans group by sequence-profile relatedness; the two systems
can (and often do) disagree on where the boundary of a "related family" sits
実例(実際のデータで検証済み。ワークフロー 1 と同じタンパク質):InterPro_get_protein_domain_architecture(accession="P04637")(TP53) -> 正確な座標を持つ実際の Pfam ドメインが 4 つあります。PF08563「P53 トランス活性化モチーフ」(6-30)、PF18521「トランス活性化ドメイン 2」(35-59)、PF00870「P53 DNA 結合ドメイン」(100-288)、PF07710「P53 四量体形成モチーフ」(319-357)。このスキルの他のワークフローですでに使用されている四量体形成/DNA 結合領域と一致します。InterPro_get_clan_members(clan_accession="CL0016") -> 実際の「PKinase」クランと、30 を超えるメンバー Pfam ファミリーが見つかります。
信頼性に関する警告(実データで繰り返し検証済み):この InterPro エンドポイント群は、断続的に不安定になります。 まったく同じ呼び出し(InterPro_get_structures_for_domain(pfam_accession="PF00069"))が、連続する 2 回の試行で「InterPro に見つかりません:PF00069」を返した後、リクエストを変えずに 3 回目で成功しました。InterPro_get_protein_domain_architecture でも逆のパターンが見られました(tu test の定型例では失敗し、直後に同一のアクセッションを使った新しい tu run では成功)。このツール群のいずれかで「InterPro に見つかりません」というエラーが出ても、結果は確定的ではなく、アクセッションが存在しない証拠にはなりません。エントリーが見つからないと報告する前に、1~2 回再試行してください。
ワークフロー 6:天然変性の評価(MobiDB + DisProt + IUPred3)
これら 3 つのツールは、「タンパク質のこの領域は構造化されていますか、それとも天然変性していますか?」という同じ根本的な問いに、エビデンスの質が異なる形で答えます。信頼度の高い順に並べています。
Tier 1 (curated experimental evidence): DisProt_search(query) -> DisProt_get_entry(accession)
-> real, literature-curated disordered-region boundaries with the experimental method that
established them (NMR, circular dichroism, limited proteolysis, etc.)
Tier 2 (aggregated predictions + curation): MobiDB_get_protein(accession) / MobiDB_get_consensus(accession)
-> merges DisProt curation with multiple computational predictors into one consensus view
**currently unreachable, see Limitations below**
Tier 3 (single fast predictor, sequence-only): IUPred3_predict_disorder(accession, iupred_type=...)
-> a real-time computed disorder score per residue; "long" = long disordered regions,
"short" = short disordered segments, "anchor" = disorder that becomes ordered upon binding
a partner (protein-binding-induced folding)
実例(ライブで検証済み):p53/P04637 — DisProt_get_entry("P04637") で、キュレーション済みの天然変性領域(DP00086、「Cellular tumor antigen p53」)を確認できます。IUPred3_predict_disorder(accession="P04637", iupred_type="long") は、独立して実際の残基ごとの天然変性スコアプロファイルを返すため、対象タンパク質について DisProt のキュレーションデータがなくても、すばやく確認するのに役立ちます。
どのツールを使うか:引用可能で、実験により検証された境界が必要な場合は、まず DisProt を確認してください。キュレーション済みかどうかを問わず、すばやく天然変性プロファイルを確認したいタンパク質には IUPred3 を使います。MobiDB は、再び接続可能になったことが確認できた場合にのみ利用してください(「制限事項」を参照)。MobiDB のタイムアウトを根拠に「天然変性データなし」と結論づけないでください。これは接続障害であり、タンパク質が構造化されている証拠ではありません。
ワークフロー 7:膜タンパク質の構造(OPM + TopDB + PDBTM + ChannelsDB)
Phase 1: OPM_search_structures(query, limit) -> solved membrane-protein structures positioned in a lipid
bilayer, with geometric/energetic properties: hydrophobic thickness, tilt angle, and
transfer_energy_kcal_per_mol (more negative = more favorable membrane insertion)
Phase 2: TopDB_get_topology(identifier) -> curated per-segment topology (Inside/Membrane/Outside regions)
for a named protein, cross-species; identifier is typically a TopDB/UniProt-style ID
(e.g. "OPSD_HUMAN"), not a bare gene symbol
Phase 3: PDBTM_get_topology(pdb_id) -> structure-derived per-chain topology for one specific PDB entry:
tm_type ("alpha"/"beta"/"non_tm"), num_tm_segments, is_membrane_embedded
Phase 4: ChannelsDB_get_channels_pdb(pdb_id) / ChannelsDB_get_channels_cofactor(pdb_id) -> detected
channels/tunnels/pores through the structure (general access tunnels vs. cofactor-specific
access tunnels) for a given PDB entry
実例(ライブで検証済み。ロドプシンについて 4 つのツールすべてで相互検証済み):OPM_search_structures(query="rhodopsin") で、厚さや傾きのデータを持つバクテリオロドプシン/アーキロドプシンファミリーの実在タンパク質が見つかります。TopDB_get_topology("OPSD_HUMAN") は、7 つの膜貫通セグメントと 92.81 の信頼性スコアを返します。PDBTM_get_topology("1f88") は、chain A、tm_type: "alpha"、num_tm_segments: 7 を返します。これは TopDB が独立して報告したヘリックス数と同じであり、キュレーションに基づくトポロジー(TopDB)と構造から導出されたトポロジー(PDBTM)を照合するのに役立ちます。実在するイオンチャネル(KcsA カリウムチャネル、1bl8)に対する ChannelsDB_get_channels_pdb は、実際に注釈付けされたポア/トンネルのデータを返します。すべての PDB エントリーが ChannelsDB の対象ではありません。1f88(ロドプシン)は、OPM/TopDB/PDBTM にデータがあるにもかかわらず、「Protein with ID '1f88' not found in ChannelsDB」を返しました。そのため、ChannelsDB で見つからなくても、そのタンパク質に実際のポアがないとは限りません。
ワークフロー 8:酵素の触媒機構(M-CSA)
M-CSA(Mechanism and Catalytic Site Atlas)は、構造が解明された酵素の実際の触媒残基と反応機構をキュレーションしています。これは、BRENDA の速度論データ(速度/定数)や、一般的な活性部位予測(上記の ProteinsPlus。こちらはポケット形状に基づくもので、機構に基づくキュレーションではありません)とは異なります。
Phase 1: MCSA_search_enzymes(enzyme_name=... | ec_number=... | uniprot_id=...) -> candidate M-CSA entries
Phase 2: MCSA_get_entry(mcsa_id) -> full catalytic machinery: catalytic residues, mechanism steps,
EC number(s), reference structure
実例(ライブで検証済み):MCSA_search_enzymes(enzyme_name="lysozyme") は、mcsa_id: 203、「lysozyme (glycosyl hydrolase 22 family)」、EC 3.2.1.17、参照 UniProt P00698 を返します。完全な機構の詳細を確認するには MCSA_get_entry(203) を実行します。
ワークフロー 2:結合ポケットのリガンドを特定する
Phase 1: PDBe_get_structure_ligands + RCSBGraphQL_get_ligand_info + PDBe_KB_get_ligand_sites
Phase 2: ProteinsPlus_predict_binding_sites → druggability score, pocket residues
Phase 3: BindingDB_get_ligands_by_pdb/uniprot → Ki, Kd, IC50
Phase 4: RCSB_get_chemical_component for key ligands, or PDBe_get_compound_summary for
the same 3-letter comp_id if you need InChI/InChIKey/SMILES/systematic names and
cross-references (PubChem/DrugBank/EPA CompTox) rather than RCSB's structural fields
アーティファクトを除外する:GOL、EDO、SO4、PEG、ACT、CL、NA。関連する場合は、補因子(ATP、NAD、HEM)と触媒金属(ZN、MG)を残します。
実例(実際に検証済み):PDBe_get_compound_summary({"comp_id":"ATP"}) -> 分子式 C10H16N5O13P3、分子量 507.181、InChIKey ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N、BRENDA や Probes And Drugs を含む相互参照。PDBe_get_compound_summary({"comp_id":"HEM"}) -> formal_charge: null(実際に検証されたスキーマの不一致です。ツールの return_schema では formal_charge は null 非許容の整数として宣言されていますが、HEM の実際の電荷は null として報告されます。呼び出しは成功し、その他のデータも正しいため、これはツールの不具合ではなく、ドキュメントとスキーマの不一致です)。
**注意点(実際に検証済み。網羅的な結果として提示しないでください):PDBe_get_compound_structures は、説明にある「この化合物を含むすべての構造」を確実には返しません。**数千件の実際の PDB 構造(キナーゼ、ATPase など)に出現する ATP と、ヘモグロビン、シトクロム、ペルオキシダーゼに出現する HEM でテストしたところ、どちらの呼び出しも PDB エントリをちょうど 1 件ずつ返しました(ATP は 1b0u、HEM は 3ia3)。ツールの実装を追跡すると、その理由が確認できます。化合物ごとの主構造リストが空の場合、ツールは化合物の first_observed_in フィールドに暗黙的にフォールバックします(これは本質的に単一の構造です)。その結果にも pdb_entries というラベルが付けられます。このツールの pdb_entries の結果は「この化合物を含む構造の一例」として扱い、完全なリストとは見なさないでください。リガンドで網羅的に構造を検索するには、代わりに RCSBGraphQL_get_ligand_info または RCSBAdvSearch_search_structures を使用してください。
ワークフロー 9:MD シミュレーションの軌跡メタデータ(MDDB)
MDDB は、15,000 件を超える分子動力学シミュレーションの軌跡(MoDEL、BioExcel、DESRES-ANTON、コミュニティからの登録データ)をインデックス化しています。対象はメタデータのみ(力場、温度、アンサンブル、シミュレーション時間、フレーム数、軌跡サイズ)で、軌跡ファイル自体は含まれません。対象に公開済みの MD シミュレーションがすでにある場合、またはあるかどうかを確認したい場合に、ほかの項目で説明している静的構造を補完する情報として使用してください。
Phase 1: MDDB_search_projects(query, limit) -> candidate project accessions, by protein name or PDB id
Phase 2: MDDB_get_project(accession) -> full simulation parameters for one project
実例(実際に検証済み):MDDB_search_projects({"query":"6M71","limit":5}) -> プロジェクト MD-A001UA -> MDDB_get_project({"accession":"MD-A001UA"}) -> SARS-CoV-2 nsp7-nsp8-nsp12 RNA ポリメラーゼ複合体の、実際の 10 マイクロ秒 DESRES-ANTON シミュレーション(Amber ff99SB-ILDN、NPT アンサンブル、310 K、8,335 フレーム、約 2.5 GB)。シミュレーションで確認された特定の構造的知見を記したテキスト説明も含まれています(実行中に、無秩序な N 末端領域がキナーゼ様フォールドへと折りたたまれました)。total_simulated_time_ps はレプリカごとの値ではなく、md_replica_count に列挙されたすべてのレプリカの合計であることに注意してください。
ワークフロー 3:薬物結合を相互検証する
Phase 1: Find co-crystal structures → filter for drug/analogs
Phase 2: BindingDB affinity data (Ki, Kd, IC50)
Phase 3: ProteinsPlus + PDBe-KB binding site characterization
Phase 4: PDBeValidation quality → binding site well-resolved?
Phase 5: AlphaFold + Foldseek structural comparison
Phase 6: GPCR-specific (if applicable) → active/inactive states, pharmacology, resistance mutations
Phase 7: Antibody-specific (if applicable) → epitope mapping
Phase 8: Evidence integration
ツールのパラメーターに関する注意点
| ツール | 間違い | 正しい指定 |
|---|---|---|
alphafold_get_prediction/summary | uniprot_id | qualifier |
GPCRdb_get_protein | gene_name | protein |
PDBeSIFTS_get_best_structures | 遺伝子シンボル | uniprot_id(例:"P04637") |
Foldseek_search_structure | mode="3diaa" | mode="tmalign" |
SAbDab_search_structures | name | query または antigen |
RCSB_get_chemical_component | ligand_id | comp_id |
BMRB_search_by_keyword | keyword | term |
CATH_get_superfamily | cath_id | superfamily_id |
InterPro_get_member_signature | accession のみ | member_database + accession(両方必須) |
TopDB_get_topology | 遺伝子シンボルのみ | TopDB/UniProt 形式の識別子(例:"OPSD_HUMAN") |
PDBe_get_compound_structures | pdb_entries を網羅的な結果だと信頼する | 主リストが空の場合、単一の first_observed_in の例にフォールバックします(実際に検証済み)。網羅的に検索するには RCSBGraphQL_get_ligand_info を使用してください |
エビデンスの評価
| Tier | 信頼度 |
|---|---|
| T1 | 共結晶構造(<2.5A)+結合親和性データ |
| T2 | 実験構造+計算予測 |
| T3 | AlphaFold+ポケット解析+既知リガンド類似体 |
| T4 | ホモロジーモデル、または低解像度データのみ |
解釈
| 指標 | 高 | 許容範囲 | 注意 |
|---|---|---|---|
| 分解能 | <2.0A(X線) / <3.0A(cryo-EM) | 2.0-2.5A / 3.0-4.0A | >3.0A / >4.5A |
| R-free | <0.25 | 0.25-0.30 | >0.30 |
| AlphaFold pLDDT | >90 | 70-90 | <70(無秩序) |
DoGSiteScorer >0.6 は創薬可能性あり、<0.4 は創薬可能性が低いことを示します。PISA のアセンブリは SEC-MALS/native MS で相互検証してください。
制限事項
- BindingDB:人気のある標的では60秒以上かかります
- AlphaFold:リガンドのコンテキストがありません
- GPCRdb:Class A-F GPCR のみ
- PDBePISA:
operationは内部用であり、公開パラメーターではありません - BMRB:
BMRB_get_entries_by_pdb_idは BLAST ベースの配列マッチングであり、精査済みの1対1の PDB<->BMRB 相互参照ではありません。実際の NMR PDB ID をクエリしても、候補エントリーが複数返される場合も、何も返されない場合もあります。BMRB_search_chemical_shiftsは、よく研究されたエントリーでは処理に時間がかかります(15〜20秒以上)。生のシフト値が実際に必要な場合にのみ呼び出してください - MobiDB:
MobiDB_get_proteinとMobiDB_get_consensusは、設定済みのエンドポイント(https://mobidb.org/api/download)に対して、90秒のタイムアウトを設定して繰り返しライブ検証したところ、無期限にハングすることが確認されました。同じホストへの直接のcurl(応答なしで20秒)でも独立に確認されています。これはクエリパラメーターの誤りではなく、上流の接続問題です。再び動作することが確認されるまで、代わりに DisProt(精査済み)または IUPred3(高速予測ツール)を使用してください。長いタイムアウトを設定すれば解決すると考えて MobiDB を再試行しないでください。 - ChannelsDB:カバレッジは PDB エントリー単位であり、網羅的ではありません。他の場所(OPM/TopDB/PDBTM)でトポロジーが確認されている膜タンパク質でも、特定の PDB ID について「ChannelsDB で見つかりません」と返される場合があります(ライブ検証済み:ロドプシン
1f88) - InterPro ドメインアーキテクチャクラスター(
InterPro_get_protein_domain_architecture/_get_structures_for_domain/_get_clan_members):基盤となる InterPro API は断続的に不安定です。リクエストを変更していない同一のクエリが、2回404を返した後、3回目に成功する場合があります(ライブで繰り返し検証済み)。最初の試行で「InterPro で見つかりません」と返されても、結論を出すには不十分です。アクセッション/ドメインが本当に InterPro に存在しないと判断する前に、再試行してください。 PDBe_get_compound_summary:少なくとも一部の中性化合物(ライブ検証済み:HEM)では、ツールのreturn_schemaで null 非許容の整数として宣言されているにもかかわらず、formal_chargeがnullになります。それ以外のデータが正しければ呼び出しは成功しているため、電荷が null の場合は失敗ではなく「荷電状態の報告なし」として扱ってください。PDBe_get_compound_structures:上記の Workflow 2 の注意点を参照してください。一般的なリガンド(ATP、HEM)でも、網羅的な一覧ではなく、例として PDB エントリーが1件だけ返されることがライブ検証で確認されています。