단백질 데이터 은행

🧬 PDB (Protein Data Bank, 단백질 정보 은행)은 1971년에 설립된 단백질 구조 데이터 저장소입니다. RCSB (Research Collaboratory for Structural Bioinformatics)가 운영하기에 RCSB PDB 사이트라고 명명합니다. 

 

간단하게 역사를 살펴보면 다음과 같습니다. 

 

• 1970년대: 단백질 구조 아카이브 설립 논의, 1971년 브룩헤이븐에서 PDB 설립(7개 구조).
• 1980년대: 기술 발전으로 구조 수 증가, 구조 제출 요구에 대한 논의, IUCr 가이드라인 수립.
• 1990년대: 구조 유전체학 시작, PDB가 RCSB PDB로 이전.
• 2000년대: wwPDB 설립, 2008년 4월에 50,000번째 구조 공개

 

 

PDB 사이트에서는 단백질, DNA, RNA 등 생체분자의 3차원 구조를 저장 및 배포하고, 약물 개발, 기능 연구, 유전체 정보 해석할 수 있도록 개발되었으며 PDB 파일 형식을 제공합니다. 

 

 

- 데이터 형식

• PDB ID로 검색: 4자리 코드(PDB ID)를 이용해 구조 데이터 조회
• 단백질 이름, 유전자명, 생물종 등으로 검색 가능
• AlphaFold, RoseTTAFold 기반의 AI 예측 구조도 함께 제공

 

- 3D 시각화 

• 생체 분자의 3차원 구조를 알면, 그 분자가 몸에서 어떤 기능을 하는지, 어떻게 질병과 관련되는지를 이해할 수 있습니다.
• 예를 들어, 단백질 구조를 이해하면:
  • 신약 개발: 약물이 어떻게 단백질과 결합하는지를 시뮬레이션할 수 있습니다.
  • 질병 원인 분석: 유전 질환이나 암 등의 단백질 변형 메커니즘 파악
  • 식량/에너지 과학: 식물 효소의 구조를 활용한 바이오에너지 연구

3D 시각화 도구로 Mol* (MolStar)라고 웹 기반 분자 시각화 도구로, PDB 구조를 인터랙티브 하게 관찰 가능한 도구를 제공합니다. 리간드(결합분자), 도메인(기능 단위), 변형 부위 등을 시각적으로 분석 가능합니다. 

 

https://www.rcsb.org/3d-view

RCSB PDB - 3D View

 

6v5b.cif

1.41MB

 

 

- 파일 형식

 

PDB, mmCIF, FASTA 를 제공합니다. 

이중에서 PDB 파일을 다운로드 받아서 다른 프로그램에 활용하여 단백질 구조를 확인 할 수 있습니다. 

PDB 파일 형식은 원자 좌표와 구조에 대한 정보를 가지고 있으며 BLAST와 pymol등 프로그램에 적용하여 구조를 확인 할 수 있습니다.

 

 

- 교육 자료 

 

PDB 사이트 안에 PDB-101 목록에서 학생과 교사를 위한 생명과학 교육 콘텐츠를 온라인 동영상으로 제공하는 내용을 확인 할 수 있습니다. 많은 영상들이 업로드 되어 있으며 이에 대한 설명들이 자세히 나와 있습니다. 최근에는 COVID19에 대한 영상을 비롯하여 실제 학생들이 궁금해 하는 내용들을 전문가들의 강의를 들으면서 학습하고 컨텐츠들이 많이 제공되고 있습니다. 

 

 

 

-관련 사이트

 

• PDBe (유럽)
• PDBj (일본)
• BMRB (NMR 데이터 담당)
• EMDB (전자현미경 밀도 데이터 담당)

 

 

- 활용 분야

구조 생물학	단백질 접힘 및 기능 연구
생명정보학	유전체-구조 연계 해석
제약/바이오	약물 타겟 단백질 구조 기반 신약 설계
교육	단백질 구조 시각화 및 기능 학습 도구

 

https://www.rcsb.org

RCSB PDB: Homepage

 

 

https://hyperlab.hits.ai/blog/PDB

PDB 파일에는 어떤 정보가 담겨있을까?