Ribocentre-aptamer：整合结构聚焦的RNA适配体数据库开启分子机制研究新纪元

《Nucleic Acids Research》：Ribocentre-aptamer: an integrative, structure-focused database for RNA aptamers

本刊推荐：为解决RNA适配体（RNA aptamer）设计中缺乏整合实验结构数据与配体结合机制资源的问题，研究人员开展了“Ribocentre-aptamer”主题研究，构建了手动策展的RNA适配体数据库。该数据库整合了669篇文献中的191种适配体类型，涵盖510条序列、123个小分子配体和344个蛋白配体的实验解析二级/三级结构、配体结合口袋、亲和力指标及功能注释，为推进适配体在诊断、治疗和生物传感领域的应用提供了不可或缺的平台。

　　

在生物医学领域，RNA适配体被誉为“化学抗体”，以其高亲和力、高特异性结合靶标的能力，在疾病诊断、药物递送和治疗干预中展现出巨大潜力。然而，尽管已有多个适配体数据库存在，理性设计新型适配体仍面临重大挑战——关键问题在于缺乏能够将实验解析的结构数据与配体结合分子机制相整合的资源平台。现有数据库或仅提供序列信息，或依赖计算机预测的结构模型，无法真实反映适配体-配体相互作用的原子级细节，这严重限制了适配体在生物传感和精准医疗中的创新应用。

为解决这一瓶颈问题，由广东药科大学、中山大学附属孙逸仙纪念医院、同济大学等机构研究人员组成的团队在《Nucleic Acids Research》上发表了题为“Ribocentre-aptamer: an integrative, structure-focused database for RNA aptamers”的研究论文，推出了一个手动策展的RNA适配体综合数据库。该研究通过系统整合实验解析的结构数据与功能注释，为理解RNA适配体分子机制提供了强大平台。

研究人员采用多层级技术策略构建这一资源。数据收集方面，通过PubMed和Google Scholar进行文献挖掘（1990-2025年），使用布尔查询识别相关研究，并手动提取发育时间线、结构注释和配体结合指标。数据库整合阶段，与多个专业数据库进行交叉验证：UTexas Aptamer Database提供SELEX元数据，RCSB PDB提供结构坐标，PubChem/ZINC提供配体化学信息，UniProt提供靶蛋白注释。质量控制环节实施多步交叉验证确保数据准确性，最终将数据组织成六个主题模块。技术实现上，使用Python进行批量数据处理，Jekyll构建网站门户，结合Bootstrap、D3.js等技术实现交互式可视化，特别是使用PDBe MolStar插件实现三级结构的在线旋转和测量功能。

研究结果部分展现了数据库的丰富内容和创新功能：

数据库概览与组织架构

Ribocentre-aptamer系统收录了191种适配体类型，涵盖510条序列、123个小分子配体和344个蛋白配体，整合了669篇参考文献。数据库网页分为多个功能模块：首页提供全局搜索和快速过滤功能；适配体页面按功能分类（小分子结合、蛋白结合、核酸结合、细胞结合），支持按发现年份和类别交互式筛选；特定适配体页面则整合了从研究时间线到结构功能的完整信息。

结构功能一体化展示

以茶碱（theophylline）适配体为例，每个适配体页面都提供从发现到功能研究的完整时间线，展示SELEX筛选实验、二级结构（使用RiboDraw绘制）和三级结构（使用PyMOL和PDBe MolStar实现交互式查看）。关键配体结合核苷酸以橙色高亮显示，结合口袋视角详细展示氢键网络等原子级相互作用。同时提供配体结构信息及其类似物数据，方便用户理解结合特异性。

荧光适配体的特色应用

数据库特别关注荧光点亮适配体（FLAP），收录了45个经过验证的荧光RNA适配体，涵盖9种荧光团类别。以Broccoli适配体为例，数据库展示其G-四链体结构如何通过π堆叠和静电互补性驱动DFHBI-1T配体结合后的荧光增强，为活细胞RNA成像和生物传感应用提供机制见解。

蛋白结合适配体的工程化潜力

针对蛋白结合适配体（如四环素阻遏蛋白TetR适配体），数据库不仅展示结合界面核苷酸，还通过静电势图标注蛋白结合力，同时关联UniProt、Pfam等数据库提供蛋白序列和同源结构信息，为基于结构的适配体优化设计提供支持，特别是在SomaScan等蛋白质组学技术中具有重要应用价值。

数据可及性与机器学习就绪

数据库提供批量下载功能，支持CSV格式导出序列、结构和结合特征数据，为人工智能驱动的适配体设计模型训练奠定基础。出版物页面集成关键词搜索、动态排序和词云过滤功能，加速文献挖掘进程。

研究结论部分强调，Ribocentre-aptamer通过整合原子分辨率结构数据与功能注释，将适配体从单纯结合分子转化为可编程分子器件。数据库独特之处在于提供机制见解（可工程化核苷酸的精确定位）和AI就绪性（批量可下载数据集），显著加速了适配体在诊断、治疗和生物传感领域的创新应用。作为Ribocentre联盟的新成员，该数据库与核酶（ribozyme）和核糖开关（riboswitch）数据库共同构建了“结构-功能”中心资源，通过关联RNAcentral等平台，为RNA生物学研究提供全方位支持。尽管目前仅覆盖约20%具有结构-功能配对数据的适配体，但该资源为未来实验研究提供了明确方向，将推动适配体从体外筛选工具向体内解决方案的转化进程。

该数据库可通过https://aptamer.ribocentre.org/免费访问，无需登录即可使用所有功能，为全球研究人员提供了开放、高效的适配体研究平台。