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string-database

数据与分析

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更新于 10-15 10:54

技能介绍

用途

STRING Database 技能用于查询 STRING 蛋白质-蛋白质相互作用数据库。STRING 收录了 5000 多个生物体中 5900 万个蛋白质和 200 亿条以上的已知及预测相互作用。该技能通过 REST API 支持相互作用网络检索、功能富集分析、相互作用伙伴发现、网络可视化、同源性分析和跨物种比较,主要面向系统生物学与通路分析场景。

主要能力

技能提供以下核心操作:

  1. 标识符映射(string_map_ids):将基因名、蛋白质名和外部 ID 转换为 STRING 标识符。建议在任何 STRING 分析开始时先执行映射,以加快后续查询。

  2. 网络检索(string_network):以表格形式获取蛋白质相互作用网络数据,输出包含相互作用对、置信度分数以及各证据通道分数(邻域、融合、共表达、实验、数据库、文本挖掘)。

  3. 网络可视化(string_network_image):生成 PNG 格式的网络图,支持 evidence、confidence、actions 三种可视化风格。

  4. 相互作用伙伴(string_interaction_partners):查找与给定蛋白质相互作用的所有蛋白质,用于发现新相互作用、识别枢纽蛋白和扩展网络。

  5. 功能富集(string_enrichment):对蛋白质列表进行 Gene Ontology、KEGG 通路、Pfam 结构域、InterPro、SMART、UniProt Keywords 等类别的富集分析,采用 Fisher 精确检验和 Benjamini-Hochberg FDR 校正。

  6. PPI 富集(string_ppi_enrichment):检验蛋白质网络是否比随机预期具有显著更多的相互作用,用于验证蛋白质是否形成功能模块。

  7. 同源性分数(string_homology):获取蛋白质相似性和同源性信息,用于识别蛋白质家族、旁系同源分析和跨物种比较。

  8. 版本信息(string_version):获取当前 STRING 数据库版本,用于确保可重复性和记录方法。

使用方式

技能提供 Python 辅助函数(scripts/string_api.py)和详细参考文档(references/string_reference.md)。用户请求 STRING 数据时,需确定所需操作并从 scripts/string_api.py 调用相应函数。

常用参数包括:

  • species:NCBI 分类 ID(9606 人类、10090 小鼠、7227 果蝇等)
  • required_score:置信度阈值(0-1000),150 低置信度、400 中置信度(默认)、700 高置信度、900 最高置信度
  • network_type:'functional'(所有证据,默认)或 'physical'(仅直接结合)
  • add_nodes:添加 N 个连接最多的蛋白质(0-10)
  • limit:返回的伙伴数量上限

技能文档还提供了多个常见分析工作流,包括蛋白质列表分析、单蛋白质调查、通路中心分析、跨物种分析和网络扩展发现。

适用场景

  • 检索单个或多个蛋白质的相互作用网络
  • 对蛋白质列表进行功能富集分析(GO、KEGG、Pfam)
  • 发现相互作用伙伴并扩展蛋白质网络
  • 检验蛋白质是否形成显著富集的功能模块
  • 生成基于证据着色的网络可视化
  • 分析同源性和蛋白质家族关系
  • 进行跨物种蛋白质相互作用比较
  • 识别枢纽蛋白和网络连接模式

限制

  • 使用 API 时应遵守速率限制,建议调用之间等待 1 秒。
  • 网络查询超过 10 个蛋白质时需指定物种。
  • 返回字符串中若以 "Error:" 开头表示出错,需妥善处理。
  • 置信度阈值的选择存在权衡:较低阈值召回率高但假阳性多,较高阈值精确度高但假阴性多。
  • 关于收费、价格、平台支持等具体信息,资料中暂未提供。