Braunschweiger Enzymdatenbank

BRENDA (BRaunschweig ENzyme DAtabase) zählt zu den weltweit umfassendsten und wichtigsten online-Informationssystemen für biochemische und molekularbiologische Daten über Enzyme und Stoffwechselwege.

BRENDA ist ein online verfügbares Enzyminformationssystem, das biochemische und molekularbiologische Daten und Informationen über alle von der Enzymkommission der International Union for Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB) klassifizierten Enzyme, enthält. Die IUBMB klassifiziert Enzyme nach ihrer katalysierten chemischen Reaktion und ordnet sie einer „Enzyme Class“-Nummer zu (EC-Nummer), deren Eigenschaften und Funktionen in BRENDA detailliert beschrieben werden.

Die enzymspezifischen Daten und Informationen in BRENDA werden von Biochemikern, Biologen und Chemikern manuell aus wissenschaftlicher Literatur annotiert. Zusätzlich werden auch computergestützte Methoden zur Informationsgewinnung angewendet wie z. B. Textmining, um den Informationsgehalt in BRENDA zu erweitern. Die Internetseite von BRENDA bietet den Anwendern mit Hilfe von verschiedenen Suchmasken einen schnellen und einfachen Zugang zu diesen Daten.

BRENDA wurde 1987 an der damaligen GBF - Gesellschaft für Biotechnologische Forschung – (heute: Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung HZI) in Braunschweig von Prof. Dr. Schomburg gegründet. Zunächst wurde BRENDA als Buchreihe publiziert, bis die Datensammlung 1996-2007 an der Universität Köln in seiner Gruppe zu einem der weltweit meist besuchten online-Informationssysteme der Biochemie weiterentwickelt wurde^[1]. Seit 2007 ist die BRENDA wieder in Braunschweig und wird an der Technischen Universität Braunschweig in der Abteilung Bioinformatik und Biochemie gepflegt und weiterentwickelt.

Die Daten in BRENDA werden halbjährlich aktualisiert. Dabei werden neben der Integration neuer Daten auch Erweiterungen und Korrekturen an der Internetpräsentation, der Suchmasken und den Programmen in BRENDA vorgenommen.

Inhalt und Funktionalität

Datenbank:

Die Enzymkommission der IUBMB hat derzeit mehr als 4800 EC-Nummern klassifiziert. Für die Datenbank BRENDA werden die enzymspezifischen Informationen aus der Literatur extrahiert, den EC-Nummern zugeordnet und in mehr als 40 Daten- und Informationsfeldern abgelegt. Diese Informationen umfassen u.a. die Nomenklatur der Enzyme, die katalysierten Reaktionen und ihre Spezifität, Substrate und Produkte, Inhibitoren und aktivierende Substanzen und Cofaktoren. Außerdem werden Informationen zur Enzymstruktur, zur Isolierung und Aufreinigung, Enzymstabilität, kinetische Parameter, wie z. B. Km-Werte und Umsatzrate („Wechselzahl“), das Vorkommen und die intrazelluläre Lokalisation, sowie Mutagenese-Studien angeboten. Derzeit enthält BRENDA Daten aus über 85.000 unterschiedlichen wissenschaftlichen Artikeln. Jeder Eintrag in der Datenbank ist mindestens mit einer Literaturstelle und dem Organismus, aus dem das Enzym isoliert wurde, verknüpft^[1]. Sofern die Proteinsequenz bekannt und veröffentlicht wurde, können die Daten einer Sequenz über die UniProt-ID zugeordnet werden. Neben den manuell annotierten Informationen bietet BRENDA Links zu externen Informationssystemen und Datenbanken, wie z. B. Proteinsequenz- und Proteinstruktur-Datenbanken, Literaturdatenbanken, Ontologien etc.

Erweiterungen:

Seit 2006 werden neben den manuell extrahierten Daten in BRENDA auch Informationen hinzugefügt, die durch computergestützte Methoden (Textmining) gewonnen werden können. Dafür wurde BRENDA um zwei neue Informationssysteme erweitert: FRENDA (Full Reference ENzyme Data) und AMENDA (Automatic Mining of ENzyme Data). Als Grundlage für die Text-Mining Methoden dient die Literaturdatenbank PubMed. Um die für BRENDA relevanten Informationen zu erhalten, werden alle Titel und Kurzbeschreibungen der wissenschaftlichen Artikel in PubMed nach bestimmten Textbausteinen und Begriffen durchsucht, gespeichert und für BRENDA aufbereitet^{[1] [2]}.

Zugang zu BRENDA:

Die Datenbank BRENDA bietet verschiedene Möglichkeiten, um schnell und komfortabel auf Daten und Informationen zuzugreifen:

WEB-Browser-basiert:

• verschiedene Suchmasken (u.a. „Quick Search“ und „Advanced Search“)
• EC-Tree Browser
• TaxTree Browser
• Substructure Search (Suche nach chemischen Verbindungen, die u.a. als Substrate, Produkte, Cofaktoren und Inhibitoren fungieren)

Andere:

• SOAP-Interface

Verfügbarkeit

Die Benutzung der BRENDA ist kostenlos. FRENDA und AMENDA sind für nicht-kommerzielle Anwender kostenlos. Kommerzielle Nutzer müssen eine Lizenz für diese Datenbanken abschließen.

Weitere Datenbanken

Neben BRENDA existieren Datenbanken, die einen etwas anderen Fokus auf Enzyme haben, z. B. metabolische Funktion oder Enzymstruktur. BRENDA bietet Links zu diesen Datenbanken. Einige dieser Datenbanken sind hier angegeben:

• National Center for Biotechnology Information
• IUBMB
• KEGG
• PDB
• ChEBI
• UniProt
• PubMed

Referenzen

1. ↑ ^{a b c} Chang A, Scheer M, Grote A, Schomburg I, Schomburg D: "BRENDA, AMENDA and FRENDA the enzyme information system: new content and tools in 2009", Nucleic Acids Res., 37 (Database issue): D588-D592
2. ↑ Barthelmes J, Ebeling C, Chang A, Schomburg I, Schomburg D: "BRENDA, AMENDA and FRENDA: the enzyme information system in 2007", Nucleic Acids Res., 35 (Database issue): D511-D514

Literatur

• Schomburg D, Schomburg I, Chang A: Springer Handbook of Enzymes, 2nd, Springer 2006
• Schomburg I, Chang A, Ebeling C, Gremse M, Heldt C, Huhn G, Schomburg D: BRENDA, the enzyme database: updates and major new developments. In: Nucleic Acids Res. 32, Nr. Database issue, 2004, S. D431-3
• Pharkya P, Nikolaev EV, Maranas CD: Review of the BRENDA Database. In: Metab Eng. 5, Nr. 2, 2003, S. 71-73
• Schomburg I, Chang A, Hofmann O, Ebeling C, Ehrentreich F, Schomburg D: BRENDA: a resource for enzyme data and metabolic information. In: Trends Biochem Sci. 27, Nr. 1, 2002, S. 54-56
• Schomburg I, Chang A, Schomburg D: BRENDA, enzyme data and metabolic information. In: Nucleic Acids Res. 30, 2002, S. 47-49
• Schomburg I, Hofmann O, Bänsch C, Chang A, Schomburg D: Enzyme data and metabolic information: BRENDA, a resource for research in biology, biochemistry, and medicine. In: Gene Funct Dis. 3, Nr. 4, 2000, S. 109-118

Weblinks

• Offizielle BRENDA Webseite
• Enzyme Nomenclature
• Handbook of Enzymes
• EMP: Enzymes and Metabolic Pathways database
• Worthington Biochemical Corporation Enzyme Manual