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数据与分析

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更新于 10-15 20:21

技能介绍

用途

该技能用于通过 Metabolomics Workbench 的 REST API 访问 NIH Common Fund 资助、托管于 UCSD 的代谢组学研究数据平台。当需要查询代谢物结构、访问研究数据、标准化命名、执行质谱搜索，或检索基因/蛋白质与代谢物关联时使用。

主要能力

  1. 查询代谢物结构与数据：按 PubChem CID、InChI Key、KEGG ID、HMDB ID 等标识符检索化合物数据；下载 MOL 文件或 PNG 图像形式的分子结构；访问标准化化合物分类；在不同代谢物数据库间交叉引用。

  2. 访问研究元数据与实验结果：按代谢物、机构、研究者或标题搜索研究；访问研究摘要、实验因素和分析细节；以多种格式获取完整实验数据；下载 mwTab 格式文件；查询非靶向代谢组学数据。

  3. 使用 RefMet 标准化代谢物命名：将常见代谢物名称匹配为标准化 RefMet 名称；按化学式、精确质量或 InChI Key 查询；访问层级分类（超类、主类、子类）；获取全部 RefMet 条目或按分类过滤。

  4. 执行质谱搜索：按质荷比（m/z）结合指定离子加合物和容差搜索化合物；在 Metabolomics Workbench、LIPIDS、RefMet 等多个数据库中搜索前体离子质量；计算已知代谢物在特定加合物下的精确质量。

  5. 按分析与生物学参数过滤研究：使用 MetStat 上下文按分析方法（LCMS、GCMS、NMR）、电离极性（POSITIVE、NEGATIVE）、色谱类型（HILIC、RP、GC）、物种、样本来源或疾病过滤，支持分号分隔的多条件组合。

  6. 访问基因与蛋白质信息：按符号、名称或 ID 查询基因；访问蛋白质序列与注释；在基因 ID、RefSeq ID 与 UniProt ID 间交叉引用；检索基因-代谢物关联。

使用方式

通过 HTTP GET 请求访问 https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/ 下的端点，常用上下文包括 compound、study、refmet、metstat、gene、protein、moverz。输出格式支持 JSON（默认）和 TXT，在 URL 末尾追加 /json 或 /txt 指定。示例：

  • 按 PubChem CID 获取化合物信息：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/compound/pubchem_cid/5281365/all/json
  • 下载 PNG 结构：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/compound/regno/11/png
  • 列出全部公开研究：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/study/study_id/ST/available/json
  • 获取研究摘要：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/study/study_id/ST000001/summary/json
  • 检索实验数据：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/study/study_id/ST000001/data/json
  • 标准化代谢物名称：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/refmet/match/citrate/name/json
  • 按分子式查询：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/refmet/formula/C12H24O2/all/json
  • 按 m/z 与 M+H 加合物搜索：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/moverz/MB/635.52/M+H/0.5/json
  • 计算精确质量：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/moverz/exactmass/PC(34:1)/M+H/json
  • 按实验条件过滤：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/metstat/LCMS;POSITIVE;HILIC;Human;Blood;Diabetes/json
  • 查询基因：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/gene/gene_symbol/ACACA/all/json
  • 查询蛋白质：https://www.metabolomicsworkbench.org/rest/protein/uniprot_id/Q13085/all/json

典型工作流

  • 查找特定代谢物的研究：先用 RefMet 标准化名称，再用标准化名称搜索研究，最后获取具体研究的实验数据。
  • 从 MS 数据鉴定化合物：先以合适的加合物和容差执行 m/z 搜索，查看候选化合物，检索候选化合物的详细信息，下载结构确认。
  • 探索特定疾病的代谢组学：用 MetStat 按疾病与分析平台过滤研究，获取研究 ID，访问研究详情，下载完整实验数据。

最佳实践

  • 使用 RefMet 标准化：搜索研究前始终通过 RefMet 标准化代谢物名称，确保命名一致。
  • 指定合适的加合物：进行 m/z 搜索时，按分析方法使用正确的离子加合物（如正离子 ESI 用 M+H）。
  • 设置合理容差：低分辨率质谱通常用 0.5 Da，高分辨率质谱用 0.01 Da。
  • 缓存参考数据：缓存常用的参考数据（RefMet 数据库、化合物信息）以减少 API 调用。
  • 处理分页：对大型结果集，准备好处理响应中的多个数据结构。
  • 验证标识符：尽可能在多个数据库间交叉引用代谢物标识符，确保化合物鉴定正确。

资源

references/ 目录下的 api_reference.md 提供详细 API 参考文档，包括完整 REST API 端点规范、全部上下文（compound、study、refmet、metstat、gene、protein、moverz）、输入/输出参数细节、质谱离子加合物类型及更多查询示例。在需要详细 API 规范或使用较少见端点时加载该参考文件。

限制

资料未提供该技能的计费、价格、支持平台、安装步骤等具体信息。API 的具体速率限制、认证要求、数据使用条款等信息暂未提供。