膜輸送体は、細胞の分子組成やエネルギー状態を決定するチャネル、キャリア、ポンプ、group translocators、電子輸送体などの複雑なネットワークを形成する多様なタンパク質のグループを構成している(ref.1)。これらのタンパク質は、細胞内の全タンパク質の約10％を占め、栄養素、代謝の最終生成物、有害物質、高分子、シグナル分子、薬物、電子などをソースからシンクへと移動させ、化合物やエネルギー源を細胞内に取り込んだり、排出している(ref.2)。癌学、微生物病因学、ウイルス学の分野で特に重要なのは、薬剤流出ポンプが、病原性生物や癌細胞の薬剤耐性において支配的な役割を果たしていることである(ref.3,4)。世界中の数千の研究者が、細胞膜を横断する分子輸送の理解に貢献している(ref.5)。TCDB (tcdb.org)は、約10万人の異なる利用者を含む年間100万回以上の研究者によって利用されている。
2001年6月、国際生化学・分子生物学連合（IUBMB）（wiki）は、地球の生物圏のすべての生物から得られた輸送タンパク質情報の組織化のための唯一の国際的に認められたシステムとして、トランスポーター分類（TC）システムを正式に採用した（ref.6,7）。メタゲノムシークエンシングの出現と計算生物学の最近の進歩（ここ5年）により、ナノバクテリアや古細菌の数十種類もの新しい系統が発見されたため、TCDBはこれらの新しい系統でのみ発見されたトランスポーターの潜在的なファミリーや、既存のファミリーのメンバーと遠く離れた関係にあるタンパク質を含むように拡張されてきた。すべてのトランスポーターは、オリジナルのTCDBの設計に従って、進化的、構造的、機能的な観点から分類されている(ref.2,8)。また、その結果として、そのタンパク質は、そのタンパク質が持つ機能や機能に関連していることが明らかになっている。TCデータベース(TCDB)の初期のバージョンは、Nucleic Acids Research (6,9-11)に掲載されている。
現在、TCDBでは18300以上の研究論文に掲載されたデータにアクセスすることができる。これらの情報は、TCDB内の記述と階層構造に統合されている。このデータベースには、あらゆる種類の生物から得られた15 528のシングルコンポーネントまたはマルチコンポーネントの輸送系が収録されており、そのうちの1567の輸送系については、PDB(ref.12)の高分解能3次元構造のアクセッションが利用可能である。これらのシステムは、系統と機能に基づいて1536のトランスポーターファミリーに分類されている。これらのファミリーの多くは遠縁関係にあることが判明しており、現在では82のスーパーファミリーに分類されている(ref.13)。これは、2016年の報告(ref.9)と比較して50%以上の全体的な増加を表している。TCDBは、このソフトウェアがより洗練され、輸送システムに関する新たな研究が発表されるにつれて、継続的に更新されている。これらの進歩により、国際的な科学コミュニティで使用するためのデータベースの有用性が高まることを期待している。
トランスポトームの解析には、TCDBで得られた知識に基づいて、シングルコンポーネント輸送系とマルチコンポーネント輸送系を別々に解析する必要がある。さらに、新たに配列決定された（メタ）ゲノムは、既知のトランスポーターとの類似性がほとんどない、あるいは全くない潜在的なトランスポーターを同定する機会を提供する。これらのタンパク質をTCDBに組み込むことで、データベースのカバレッジと配列の多様性を高めていく。これらの課題に取り組むために多くのプログラムを開発してきた（表１および補足ファイル１参照、Githubのリンク）。
簡単に機能を見ていく。
http://www.tcdb.orgにアクセスする。
BLAST - blastp, blastxによる類似したトランスポーターの検索
SUBSTRATE EXPLORER - 輸送される分子による検索
PSI-BLAST - PSI-BLASTによるトランスポーターの検索。進化的に距離があるトランスポーターもヒットしやすい。
STRUCTURE DATA
HUMAN TRANSPORTERS
TRANSPORTERS & DISEASES
BIO-TOOLS
引用
The Transporter Classification Database (TCDB): 2021 update
Milton H Saier, Jr, Vamsee S Reddy, Gabriel Moreno-Hagelsieb, Kevin J Hendargo, Yichi Zhang, Vasu Iddamsetty, Katie Jing Kay Lam, Nuo Tian, Steven Russum, Jianing Wang, Arturo Medrano-Soto
Nucleic Acids Research, Published: 10 November 2020
The Transporter Classification Database (TCDB): recent advances
Milton H Saier Jr , Vamsee S Reddy, Brian V Tsu, Muhammad Saad Ahmed, Chun Li , Gabriel Moreno-Hagelsieb
Nucleic Acids Res. 2016 Jan 4;44(D1):D372-9
The transporter classification database
Milton H Saier Jr, Vamsee S Reddy, Dorjee G Tamang, Ake Västermark
Nucleic Acids Res. 2014 Jan;42(Database issue):D251-8
The Transporter Classification Database: recent advances
Milton H Saier Jr, Ming Ren Yen, Keith Noto, Dorjee G Tamang, Charles Elkan
Nucleic Acids Res. 2009 Jan;37(Database issue):D274-8
TCDB: the Transporter Classification Database for membrane transport protein analyses and information
Milton H. Saier, Jr,* Can V. Tran, Ravi D. Barabote
Nucleic Acids Res. 2006 Jan 1; 34(Database issue): D181–D186
参考
タンパク質の立体構造予測研究の展開と ゲノム情報解析への応用
https://www.jstage.jst.go.jp/article/ciqs/toyoha/0/toyoha_0_J06/_pdf/-char/ja
