pdb-database

用途

PDB Database 技能用于访问 RCSB PDB——全球生物大分子三维结构数据的权威存储库。它面向需要在计算工作流中检索、下载和分析蛋白质或核酸三维结构的用户，覆盖超过 20 万个实验测定结构及计算模型。

主要能力

1. 结构搜索

文本搜索：按蛋白质名称、关键词或描述查找 PDB 条目。
属性搜索：按生物体、分辨率、实验方法等特定属性查询。
序列相似性搜索：查找与给定序列相似的结构，可设置 evalue 与 identity 阈值。
结构相似性搜索：查找三维几何形状相似的结构。
组合查询：使用逻辑运算符（如 AND）构建复杂搜索条件。

2. 结构数据获取

获取条目级信息（标题、实验方法等）。
获取聚合物实体信息（蛋白质/核酸序列等）。
支持 GraphQL 灵活查询，可自定义返回字段。

3. 结构文件下载

PDB 格式（传统文本格式）：https://files.rcsb.org/download/{PDB_ID}.pdb
mmCIF 格式（现代标准）：https://files.rcsb.org/download/{PDB_ID}.cif
BinaryCIF（压缩二进制）：通过 ModelServer API 高效访问
生物组装体：https://files.rcsb.org/download/{PDB_ID}.pdb1（组装体 1）

4. 结构数据处理

使用 BioPython 等结构生物学库解析和分析坐标文件。
提取元数据，如分辨率、实验方法、沉积日期等。

5. 批量操作

对多个 PDB ID 高效执行批量数据获取与处理。

使用方式

安装官方 RCSB PDB Python API 客户端：

# 当前推荐包
uv pip install rcsb-api

# 旧版代码（已弃用，建议改用 rcsb-api）
uv pip install rcsbsearchapi

rcsb-api 包通过 rcsbapi.search 和 rcsbapi.data 模块提供对 Search API 与 Data API 的统一访问。

示例：文本搜索

from rcsbapi.search import TextQuery
query = TextQuery("hemoglobin")
results = list(query())
print(f"Found {len(results)} structures")

示例：下载 PDB 格式文件

import requests

pdb_id = "4HHB"
pdb_url = f"https://files.rcsb.org/download/{pdb_id}.pdb"
response = requests.get(pdb_url)
with open(f"{pdb_id}.pdb", "w") as f:
    f.write(response.text)

适用场景

药物发现：搜索药物靶点结构、分析配体结合位点、比较蛋白质-配体复合物、识别相似结合口袋。
蛋白质工程：寻找同源结构用于建模、分析序列-结构关系、比较突变体结构、研究蛋白质稳定性与动力学。
结构生物学研究：下载结构用于计算分析、构建基于结构的比对、分析结构特征（二级结构、结构域）、比较实验方法与质量指标。
教育与可视化：获取教学用结构、生成分子可视化、探索结构-功能关系、研究进化保守性。

关键概念

PDB ID：每个结构条目的唯一 4 字符标识符（如 "4HHB"）。AlphaFold 和 ModelArchive 条目以 "AF_" 或 "MA_" 前缀开头。
mmCIF/PDBx：现代文件格式，采用键值结构，替代传统 PDB 格式以支持大型结构。
生物组装体：大分子的功能形式，可能包含来自不对称单元的多个链拷贝。
分辨率：晶体学结构细节的度量（数值越低细节越高）。高质量结构通常在 1.5-3.5 Å 范围。
实体：结构中的唯一分子组件（蛋白质链、DNA、配体等）。

限制

资料中未提供关于收费、价格、平台限制或具体性能指标的信息。使用前请参考官方文档了解速率限制与最佳实践。

参考资源

技能包含 references/ 目录下的参考文档：

references/api_reference.md：涵盖详细 API 端点规范、高级查询模式与示例、数据模式参考、速率限制与最佳实践、常见问题排查。

其他资源：

RCSB PDB 网站：https://www.rcsb.org
PDB-101 教育门户：https://pdb101.rcsb.org
API 文档：https://www.rcsb.org/docs/programmatic-access/web-apis-overview
Python 包文档：https://rcsbapi.readthedocs.io/
Data API 文档：https://data.rcsb.org/
GitHub 仓库：https://github.com/rcsb/py-rcsb-api