导师给你推荐了吗？历隔4年，HMDB数据库5.0版强势来袭！

代谢组学是以生物整体、器官组织或细胞的内源性代谢物质的代谢网络为研究对象，并运用多种分析手段包括核磁共振（NMR）、质谱（MS）、高效液相色谱和气相色谱（HPLC & GC）为核心的代谢分析技术体系，已经广泛应用于生命科学、疾病诊断、药物安全性评价、营养科学以及中医药现代化等多个领域。由于生物体内代谢物的种类、结构、性质差异极大。为了更准确检测和定性代谢物，一个稳定、可靠的代谢数据库必不可少。

人类代谢数据库（HMDB）是世界上全面优质的生物体特异性代谢数据库，包含了目前已知的所有人类代谢物的化学结构、名称或标识、详细描述、参考文献、生物学作用、生理浓度、组织位置、疾病和遗传关联、化学和酶促反应、代谢途径以及参考的图谱（包括串联质谱、GC-MS质谱和NMR）的详细信息。被认为是人类代谢研究的标准代谢组学资源。

为了满足代谢组学研究中不断变化的需求，自2007年首次发布以来，HMDB一直在不断更新，今年已更新到5.0版本。

图1 | HMDB各版本发布时间

相比于之前版本，HMDB 5.0在以下五个方面有所更新：

图2 | HMDB 5.0的更新

1. 代谢物条目增加

（1）改善了数据库里代谢物覆盖率和MS光谱覆盖率都不足或不完整的问题HMDB的团队连续地对文献进行检索，并对已发表的代谢组学和暴露组学的研究进行了详细的回顾，这使数据库增加了1476种代谢物

（2）扩大了HMDB对氧化脂质、额外的心磷脂、暴露体或人体血液中鉴定到地环境化合物、酰基肉碱及相应的辅酶A和酰基酰胺的覆盖范围

（3）增加了新的胆汁酸 - 氨基酸偶联物、食物来源的化合物、硫酸化代谢物、其他新鉴定的人代谢物、新批准的药物和一些微生物或肠道来源的代谢物

（4）HMDB 5.0共添加了113568种新的化合物（从114100种增加到217920种）。此外还删除了9548种BioTransformer预测的化合物以及323种错误的化合物以及一些重复的条目

（5）保留了1581537种衍生化合物的未注释集合

2. 更新代谢物深度描述

对于每个化合物的描述、作用以及位置的详细注释是HMDB在代谢界受欢迎的主要原因之一HMDB 5.0在以下几个方面做了改进：

（1）手动修复了八百多种已知和疾病相关的化合物描述信息

（2） ChemoSummarizer程序（自2017年以来一直用于自动描述HMDB中化合物）被修改和升级，大大提高了数据库整体的实用性和可靠性

（3）除了“人可读信息”的更新外，HMDB 5.0还更新了机器可读信息

（4）更新化合物的实验测量信息，总共有超过一万九千种化合物的浓度被添加、校正或注释

3. 新的可视化工具

JavaScript技术的持续改进使得数据库上进行更复杂，更具交互性的视觉显示（如图3所示）：

（1）用户可以查看分子3D结构、可以看到有手性中心（R / S注释）的分子结构

（2）也可以在HMDB 5.0中看到新的谱图信息，包括MS/MS谱、GC–MS谱和NMR光谱。对于 NMR 光谱数据，数据库支持一维和二维的显示结果

（3）HMDB 5.0中，HMDB的代谢通路径可视化工具也有所改进。用来创建通路图像的PathWhiz已经变得更加标准化，注释也更加充分。PathWhiz插图中更多种类的图标允许对复杂的生理过程和药物进行说明（图4是尿毒症毒素通路的示意图）

（4）新版HMDB目前含有132335种代谢途径，覆盖了136878种代谢物或外源性物质和2153种蛋白质

图3 | HMDB 5.0中一些新的可视化功能

图4 | HMDB的代谢途径示例图（硫酸吲哚氧基的尿毒症毒素的作用模式和形成机制）

4. 增加离子淌度等新信息

代谢组学科研者鉴定和注释代谢物的关键是将获得的数据和有参考物的数据库进行比较，因此HMDB团队在这方面投入了大量资源，包括：

（1）用于分析离子淌度光谱（IMS）数据的碰撞截面（CCS）数据库，包括由MetCCS和DeepCCS生成的871680个HMDB代谢物的CCS值

（2）更准确的MS/MS谱数据库（准确性提升约30%），可预测HMDB 5.0中所有217920种代谢物在三种不同碰撞能量（10，20和40 eV）下的正离子和负离子模式图谱

（3）更精确的一维¹H和¹³C核磁共振光谱数据库，包括用于鉴定化合物的312980个¹H和¹³C NMR谱

（4）用于GC-MS分析准确预测的保留指数（RI）数据库，包含474461个特定保留指数

5. 搜索功能重大升级

由于新增了许多新的可预测的光谱可观测物（例如CCS、RI、NMR化学位移等），所以对光谱搜索功能进行了重大升级：

（1）光谱可视化程序（JSV）的改进使得数据库能够改进光谱匹配输出的图形显示

（2）"LC-MS 搜索"和"LC-MS/MS 搜索"功能现在支持IMS数据作为附加搜索限制

（3）"GC-MS 搜索"修改成支持RI数据作为附加搜索限制

（4）对于“NMR搜索”已被简化，现在允许用户输入以下信息：¹H或¹³C化学位移搜索与实验NMR光谱，预测的NMR光谱或两者的光谱匹配

HMDB数据库是代谢组学中常用的数据库之一。为了满足代谢组学界不断变化的需求，从2007年创立至今，数据库经历了广泛地开发和改进，现已来到5.0版本。这些升级和改进会大大提高HMDB的易用性及其潜在应用，不仅在人类代谢组学中，还在暴露组学、脂质组学、营养科学、生物化学和临床化学中。鹿明生物代谢组学服务项目中也采用了HMDB数据库，随着数据库的不断更新，将为大家带来更优质的服务！

代谢组学数据如何轻松上传到公共数据库？（点击下方图片）

上海鹿明生物科技有限公司空间代谢组学在获得AFADESI平台原创团队全力支持下，截止2021年9月，鹿明生物已经完成共计近千例样本经验，包括心脏、脑、肿瘤、肠道、肝脏、肾脏、皮肤等二十几种组织样本空间代谢组学检测及分析，检测物质涵盖胆碱类、多胺类、氨基酸类、肉碱类、核苷类、核苷酸类、有机酸类、碳水化合物类、胆固醇类、胆酸类、脂质类等多种类代谢物。欢迎各老师长按扫描下方二维码咨询~

猜你还想看

END

Lemon/嫣然 撰文

欢迎转发到朋友圈

本文系鹿明生物原创

转载请注明本文转自鹿明生物