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Expasy #
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ExPASy #

ExPASy (Expert Protein Analysis System) #

ExPASy는(Expert Protein Analysis System) 스위스 생물정보학 연구소(Swiss Institute of Bioinformatics, SIB)의 웹 팀(SIB Web Team)에서 운영하는 생물정보학 자료 포털이다. 1993년 최초 서비스되었으며, 초기에는 단백질 및 단백질체학 전용의 다양한 데이터베이스 및 분석 도구에 대한 액세스를 제공하였다. 처음부터 SWISS-PROT 및 TrEMBL, SWISS-2DPAGE, PROSITE, ENZYME 및 SWISS-MODEL 저장소가 포함된 초창기 생물정보학 연구를 위한 유명한 사이트였으며, 최초의 생명과학 웹페이지이자 세계 최초의 150개 웹사이트 중 하나였다. 분석 도구로는 단백질체학, 유사성 검색, 패턴 및 프로필 검색, 번역 후 변형 예측, 토폴로지 예측, 1차, 2차 및 3차 구조 분석 및 서열 정렬과 관련된 특정 작업에 사용할 수 있었다.

시스템 소개 #

ExPASy에서 제공하는 서비스는 생명과학의 다른 영역들에 있는 많은 과학 자료, 데이터베이스 및 소프트웨어 도구 등으로 다양하다. ExPASy를 통하여, 사용자들은 단백질체학, 유전체학, 계통학/진화, 시스템 생물학, 집단유전학, 전사체학과 같은 다양한 분야의 광범위한 자료들에 접근할 수 있다. 또한 선택한 자료의 전반에 걸쳐 검색할 수 있는 포털 서비스를 제공한다. 이 시스템은 전문 사용자와 생명과학의 특정 영역에 익숙하지 않은 사람들을 대상으로 한다. 특히, 새로운 웹 인터페이스는 ExPASy를 처음 접하는 사람들에게 시각적인 지침을 제공한다.

시스템 변천사 #

1993년에 단백질 분석 시스템이라고 하여 단백질 지식에 중점을 두고 만들어졌으며, 지난 27년 동안 지속해서 개선되었다. 2011년에는 생물정보학 자원의 카탈로그인 ExPASy SIB Bioinformatics Resource Portal로 명칭이 변경되었다.

2020년 Expasy #

Expasy - UCD 기반의 재설계 #

2020년, Expasy는 사용하기 쉽고 효율적이며 의도한 커뮤니티를 대상으로 하는 사용자 인터페이스를 만드는 것을 목표로 하는 '사용자 중심 설계(UCD,User Centered Design)'로 알려진 접근 방식을 통해 재설계되었다. 마케팅, 전자 상거래 및 모바일 응용 프로그램 디자인 등 다른 분야에서 널리 사용되는 이 접근 방식은 생물정보학에서는 생소한 방식이다. 하지만 Expasy의 재설계를 위해 내부 이해 관계자와 최종 사용자를 포함, 전체적으로 약 50명이 적극적으로 참여한 결과 사용자의 요구와 기대에 부응하는 최적화된 인터페이스를 만들어냈다.


  • 사용자 중심 설계는 사용자가 원하고 필요로 하는 것에 대해 사용자의 한계 능력과 상황에 맞추어 디자인 프로세스를 통해 사용자를 중심으로 사고하여 만들어 내는 인터페이스, 서비스, 제품 디자인의 철학적 접근 방법이자 디자인 사상이다.

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<그림1. Expasy - 사용자 중심 설계, 이미지 출처 : https://doi.org/10.1093/nar/gkab225>

Expasy 검색 엔진 #

사용자 친화적인 검색 엔진 덕분에 Expasy를 사용하면 1) 단일 검색을 통해 SIB 데이터베이스의 정보를 병렬로 검색하고, 2) 포털의 160개 이상의 리소스 전체에서 연관 정보 및 지식을 서비스한다. 또한 Expasy는 각 리소스의 최신 릴리스 정보를 자동으로 업데이트하여, 사용자에게 최신 정보를 제공한다.

특히 Expasy에서 사용된 용어는 EDAM 범용 온톨로지(EDAM comprehensive ontology , Ison et al., Bioinformatics, 2013; PMID: 23479348 PMCID : PMC3654706 DOI: 10.1093/bioinformatics/btt113 )를 기반으로 한다.

Expasy 홈페이지 및 서비스 #

현재 Expasy(https://www.expasy.org)는 160개 이상의 생물정보학 데이터베이스를 대상으로 검색 서비스를 제공한다. 특히 SIB 리소스와 그 외 리소스로 구분하며, 사용자를 위한 통합 검색을 제공한다.
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<그림2. Expasy 홈페이지 구성 요소, 이미지 출처 : https://doi.org/10.1093/nar/gkab225>

Expasy 제공 데이터베이스 #

SIB 리소스라고 불리는 별도의 외부 자문 과학 위원회를 통하여 선별된 최고의 리소스를 먼저 검색되도록 구성하고 있다. 현재는 11개의 데이터베이스로 구성한 SIB 리소스가 있으며, 주요 내용은 다음과 같다.

DB명 정의 유형 설명
UniProtKB/Swiss-Prot 단백질 지식데이터베이스 전문 큐레이션 기반의 지식베이스 기능, 도메인 구조, 세포 위치, 단백질 번역 후 변형 등 수십만 개의 단백질 주석정보
STRING 단백질-단백질 상호작용 네트워크 및 기능 심화 분석 기술자료 및 소프트웨어 도구 유전체 정보, 발현, 문헌 등 다양한 소스에서 파생된 직접 및 간 적 연관 정보를 모두 포함하고 있고, 단백질-단백질 상호작용 예측 리소스 제공
neXtProt 인간 단백질 지식베이스 전문 큐레이션 및 관련 도구 포함. 기능, 질병, mRNA/단백질 발현, 단백질 상호작용, 변이 및 표현형 등 인간 단백질 정보 제공
SWISS-MODEL 상동성 기반의 단백질 구조 모델링 소프트웨어 도구 및 저장소 상동성 기반의 단백질 3D 모델링 및 UniPRotKB를 기반으로 하는 참고 단밸질체에 대한 주석 정보 제공
SwissDrugDesign 컴퓨터 기반의 약물 설계 도구 소프트웨어 도구 설계스크리닝, 리드 최적화, 소분자 표적 예측 등 분자 도킹에서 약물 유사성까지 컴퓨터 기반의 약물 설계 도구 웹 포털
SwissLipids lipids 리소스 제공 지식베이스 lipids 구조, 대사 및 상호작용에 대한 생물학적 지식 및 모델 프레임워크 제공
Bgee 유전자 발현 전문 지식 전문 큐레이션 및 소프트웨어 도구가 포함된 지식 베이스 모든 유형의 전사체를 포함한 유전자 발현 데이터를 통해 인가, 모델생물 등의 발현 패턴 검색 및 비교 서비스
SwissRegulon Portal 조절 유전체학을 위한 도구 및 데이터 소프트웨어 도구 및 지식 기반 조절 site 및 모티프의 유전체 전체 주석 및 조절 네트워크 자동 예측을 위한 ISMARA 및 ChIP-seq 데이터 분석, 계통발생 재구성을 위한 웹 포털
EPD 진행생물의 프로모터 데이터베이스 전문 큐레이션 및 소프트웨어 도구가 포함된 기술자료 실험적으로 정의된 상위 유기체 프로모터 품질 관리 정보 및 분석을 위한 웹 기반 도구
V-Pipe 바이러스 유전체 파이프라인 소프트웨어 도구 NGS 데이터에서 바이러스 유전적 다양성 평가를 위한 다양한 공개 소스 패키지 기반의 파이프라인
SwissOrthology orthologs를 위한 원스톱 상점 계통학 데이터베이스 및 소프트웨어 도구 유전자 기능 예측, 종 tree 재구성하는 오소 로그 정보로, OthoDB, BUSCO 서비스를 제공함.

2가지 type의 검색 결과 가시화 #

Expasy 검색 결과는 시각적으로 2가지 유형으로 구현되었다. 상단에는 제공하는 데이터베이스 리소스 간의 검색 결과(교차 검색)를 제공하여, 검색 결과 전체의 텍스트 모드를 제공하고, 하단에는 일반적인 검색 결과(리소스 이름, 키워드 , 카테고리 및 설명)를 제공한다.
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<그림3. Expasy 검색 결과,이미지 출처 : https://doi.org/10.1093/nar/gkab225>

출처 #

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