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一、Uniprot蛋白數據庫介紹及使用詳解

Uniprot數據庫是資源最廣、信息最豐富的蛋白質(zhì)數據庫，是查詢(xún)蛋白功能的首選數據庫。Uniprot數據庫由Swiss-Prot、TrEMBL和PIR-PSD三大子數據庫構成，數據主要來(lái)自于各物種基因組測序完成后得到的全基因蛋白質(zhì)序列，并包含了很多來(lái)自文獻中的蛋白及其功能信息。尤其是swiss-prot 子數據庫，庫中蛋白質(zhì)信息都是手工核對過(guò)的 ，非冗余， 有詳細注釋信息的蛋白數據。作為一名科研工作者，Uniprot數據庫的使用技能應該是必備的技能之一。

（1）UniProtKB（UniProt Knowledgebase）是蛋白質(zhì)序列、功能、分類(lèi)、交叉引用等信息存取中心;UniProtKB 主要由兩部分組成∶

UniProtKB/Swiss-Prot∶高質(zhì)量的、手工注釋的、非冗余的數據集;主要來(lái)自文獻中的研究成果和 E-value 校驗過(guò)計算分析結果。有質(zhì)量保證的數據才被加入該數據庫;

UniProtKB/TrEMBL∶該數據集包含高質(zhì)量的計算分析結果，—般都在自動(dòng)注釋中富集，主要應對基因組項目獲得的大量數據流以及人工校驗在時(shí)間上和人力上的不足。注釋所有可用的蛋白序列。在三大核酸數據庫（EMBL-Bank/GenBank/DDBJ）中注釋的編碼序列都被自動(dòng)翻譯并加入該數據庫中。它也有來(lái)自 PDB 數據庫的序列，以及Ensembl、Refeq和 CCDS基因預測的序列;

（2）UniRef（UniProt Non-redundant Reference）將密切相關(guān)的蛋白質(zhì)序列組合到一條記錄中，以便提高搜索速度。目前，根據序列相似程度形成 3個(gè)子庫，即 UniRef10 0、UniRef90和 UniRef50;

（3）UniParc（UniProt Archive）是一個(gè)綜合性的非冗余數據庫，包含了所有主要的、公開(kāi)的數據庫的蛋白質(zhì)序列。由于蛋白質(zhì)可能在不同的數據庫中存在，并且可能在同一個(gè)數據庫中有多個(gè)版本，為了去幾余，UniaraParc 對每條唯—的序列只存—次無(wú)論是否為同一物種的序列，只要序列相同就被合并為一條，每條序列提供穩定的、唯一的編號 UPI。該數據庫含有蛋白質(zhì)的序列信息，而沒(méi)有注釋數據。

UniProt 數據庫中，UniProtKB/Swiss-Prot 是我們最常用的，今天我們主要介紹這個(gè)數據庫的使用。我們在輸入欄中輸入CCL4L2，點(diǎn)擊search，就會(huì )出現不同物種該蛋白的詳細信息。找到我們想要的物種條目，點(diǎn)擊進(jìn)入。

Uniprot數據庫主要子數據庫組成：

以上子數據庫間的關(guān)系如下：uniprot會(huì )收集EMBL，GenBank，DDBJ等公共數據庫中的蛋白質(zhì)序列及功能信息等原始數據，處理后存入UniParc的非冗余蛋白質(zhì)序列數據庫；UniPrc作為數據倉庫，再分別給UniProtKB，Proteomes，UNIRef提供可靠的數據集，其中在UniProtKB數據庫中Swiss-Prot是由TrEMBL經(jīng)過(guò)手動(dòng)注釋后得到的高質(zhì)量非冗余數據庫，也是我們最常用的蛋白質(zhì)數據庫之一。

Uniprot數據庫官方鏈接：https://www.uniprot.org/

1. 單個(gè)蛋白質(zhì)信息查詢(xún)

下圖是Uniprot官方網(wǎng)站首頁(yè)，在UniprotKB欄輸入蛋白ID或Accession number，然后點(diǎn)擊search，就可以查詢(xún)蛋白功能。

我們以HUMAN  CCL4L2為例，搜索其在Uniprot數據庫中的信息，如下圖，頁(yè)面默認顯示Entry模式，頁(yè)面顯示內容包括：蛋白名稱(chēng)、物種來(lái)源、GO功能注釋、亞細胞定位、組織特異性表達情況、互作蛋白、Domain、序列信息、同源蛋白以及其他數據鏈接等信息。

點(diǎn)擊Display下Publications按鈕，數據庫會(huì )展示該蛋白發(fā)表已經(jīng)收錄的文章。

2. 批量蛋白質(zhì)信息查詢(xún)

假如需要查詢(xún)的蛋白較多，則可以通過(guò)點(diǎn)擊首行任務(wù)欄Retrieve/ID mapping，如下圖，查詢(xún)蛋白列表可直接粘貼在下圖1. Provide your identifiers文本框中，也可以將蛋白ID單列粘貼于TXT文本中提交到網(wǎng)站。另外該頁(yè)面2. Select options 還可提供ID轉換功能，支持多種數據庫間的ID轉換。

提交好蛋白列表后，點(diǎn)擊Submit，網(wǎng)站便會(huì )自動(dòng)分析，結果展現形式如下：

展示信息包括：蛋白對應的基因名、蛋白描述、序列長(cháng)度等信息。

點(diǎn)擊Column按鈕，可以選擇需要展示的數據庫信息，如GO、pathway、亞細胞定位等注釋信息，如下圖，選擇完畢后點(diǎn)擊save保存設置，系統會(huì )自動(dòng)跳轉至信息展示頁(yè)面。

最終結果展示如下圖，勾選感興趣的蛋白，即可將本次注釋結果下載到本地查看，并且支持包括Excel格式在內的多種文本格式。

Names & Taxonomyⁱ

對于科研試劑銷(xiāo)售工作者來(lái)說(shuō)，用的比較多的是這個(gè)板塊，該板塊展示的是命名（其中包括蛋白名，基因名）和來(lái)源種屬信息，如需要可以直接跳轉到NCBI、Enzem數據庫進(jìn)行查詢(xún)。

Subcellular locationⁱ

之后是蛋白的亞細胞定位和拓撲結構?？梢钥吹紺CL4L2 是位于細胞膜外的分泌蛋白

PTM / Processingⁱ

在PTM部分，列舉著(zhù)蛋白合成過(guò)程中，分子加工，氨基酸修飾及翻譯后修飾，比如剪切、糖基化、脂?；?、二硫鍵位置等信息，可以了解到此蛋白的信號肽序列，和前體蛋白并加以列出。

Sequences (10+)ⁱ

序列這部分是科研工作者需要的重要信息，此部分列出了蛋白從信號肽開(kāi)始的完整序列，如果該蛋白有不同的剪切體，各剪切體的序列也會(huì )一一列出。方便研究者取用。

今天Uniprot數據庫的使用就介紹到這里，希望對您的科研有所幫助！