微生物组半胱氨酸分子靶标知识库与知识图谱的建立

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微生物感染疾病是医疗领域的重大难题,分子靶标通常是蛋白质、酶、受体、核酸等生物分子,与微生物和疾病密切相关。对于微生物感染而言分子靶标通常作为药物作用的靶点,近年来共价探针以及共价抑制剂类的药物研发逐渐成为研究热点。本研究将抗微生物感染应用最为广泛的各类微生物体内的半胱氨酸分子靶标以及其共价抑制剂在医疗领域的使用作为切入点,通过大数据挖掘和构建在线知识库、知识图谱的方法,探究了共价抑制剂在抗微生物感染中的使用情况。具体结果如下:(1)利用Pubmed医疗文献数据库,采用专家系统的方式,对各类微生物的半胱氨酸分子靶标进行大数据挖掘;找到与微生物和共价抑制剂相关的文献3300篇,大数据挖掘得到119个半胱氨酸靶点,包含了60余个物种;抑制剂150余个,对应适应症50余个;每个靶点对应设立了13条生信属性用以描述靶点信息。将挖掘结果制成原始数据表待用。(2)将取得的原始数据制作成为在线知识库,并且建设知识库网站,利用Springboot后台开发框架和Antdesign前端开发框架分别独立开发知识库网站的前后端,在线数据库服务由Postgre提供;网站建设完成后于服务器部署上线。(3)知识图谱是一种新的图语义网络,可将数据或知识以图形的方式储存并展现,图谱本身即数据库。在微生物组半胱氨酸分子靶标知识库建设完成后需利用其中的相关知识构建知识图谱,通过分析选用Trans D模型作为理论基础,利用Neo4j图谱软件和Py2neo模块,分别构建了“细菌”、“病毒”、“寄生虫”、“真菌”四类微生物的半胱氨酸分子靶标知识图谱。知识库网站和知识图谱的建立完善了微生物组分子靶标的知识库体系,本研究所构建的知识库体系在一定程度上弥补了国内针对微生物的相关生物信息学数据库的空缺。此知识库体系会持续维护更新,将最新的共价抑制剂在抗微生物感染方面的知识收集并展示,使本知识库在新型共价药物的研发工作中发挥一定作用。
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