怎么找到合适的信号通路？11个信号通路数据库盘点！（附通路可视化工具）

摘要：信号通路，又称信号转导，signal pathway。狭义是指能够把胞外的分子信号经过细胞膜传到细胞胞内然后发生效应的一系列酶促反应通路。基础科研中不限定从胞外到胞内，指信息从一个分子传到另外的分子的过程。信号通路本质上就是前人研究的比较透彻的一些分子，包括它

信号通路，又称信号转导，signal pathway。狭义是指能够把胞外的分子信号经过细胞膜传到细胞胞内然后发生效应的一系列酶促反应通路。基础科研中不限定从胞外到胞内，指信息从一个分子传到另外的分子的过程。信号通路本质上就是前人研究的比较透彻的一些分子，包括它的调控方式的一个总结。

任何涉及到基础实验的设计当中，都会涉及到通路的变化。我们要怎么确定自己要研究的是哪个通路，以及怎么在我们的文章内去表达一个通路里面的变化呢？

本文盘点了11个信号通路数据库以及6个信号通路可视化画图的常用工具，实用性强，建议收藏！

1. KEGG PATHWAY

官网：http://www.genome.jp/kegg/pathway.html

KEGG是一个整合了基因组、化学和系统功能信息的数据库。也是我们用的最多的信号通路数据库。与其他数据库相比，KEGG 的一个显著特点就是具有强大的图形功能，它利用图形而不是繁缛的文字来介绍众多的代谢途径以及各途径之间的关系。包括了代谢、调控、通路、生化、疾病、药物等相关的分子相互作用和关系网络。

可以直接根据关键词检索你需要研究的信号通路。

也可以根据网站的对信号通路的分类找自己感兴趣的通路。分类包括了代谢、遗传、细胞过程、调控、通路、生化、疾病、药物等相关的分子相互作用和关系网络。

找到的信号通路长这样。

2. SMPDB

官网：http://smpdb.ca/

SMPDB是一个交互式的可视化数据资源库，包含了超过3万种发现于人体中的小分子通路。其中70%的通路为该数据库独有，在其他数据库中无法找到。

SMPDB是专为支持代谢组学、转录组学、蛋白质组学和系统生物学中的路径阐明和路径发现而设计的。所有的SMPDB通路都包括有关器官、亚细胞室、蛋白质-趶复合物辅因子、蛋白质-趶复合体位置、代谢物位置、化学结构和蛋白质-趶复合体四级结构的信息。

SMPDB还提供了所有图像、图像映射、代谢物参数，通路图的矢量图、以及纳入的序列相关信息和表格的下载。大家还可以在离线的形式下对上述过程进行二次开发。

网站的pathway绘图系统还可以对特定通路途径上调或者下调的物质进行标记；所有的标记分析结果也可以一键下载。

3. WikiPathways

官网：https://www.wikipathways.org/index.php/WikiPathways

WikiPathways号称“信号通路之家”，不仅有成千上万的信号通路供免费下载、编辑和更正，而且通路的更新速度也非常惊人，基本每个月都会有更新。

WikiPathways数据库收录了超过20个物种的通路，其中人类的通路就包含了800多个通路，涵盖了7500种基因。此外，它还包含了超过1000个代谢产物的通路。

WikiPathways中的每一个通路都有自己专属的页面，呈现该通路最新的图解、描述、引用、下载选项、版本历史以及成分基因和蛋白质列表。

数据信息支持免费下载，下载格式也有很多，如文本格式、图片格式和GPML格式，后者可与Cytoscape、GenMAPP和PathVisio等通路可视化软件相兼容。

Cytoscape安装包：文末下载

PathVisio安装包：文末下载

4. Reactome

官网：http://www.reactome.org/

Reactome是一个免费开源的通路数据库，提供直观的生物信息学工具，用于可视化、解释和分析通路相关知识，以支持基础研究、基因组分析、建模、系统生物学研究等。目前该库覆盖了16个物种的通路研究，包括经典的代谢通路、信号转导、基因转录调控、细胞凋亡与疾病。

而且它不止是人体生命活动路径与过程数据库，不仅提供生化过程网络图，并对参与其中的蛋白质分子也有详细注解（偏重于生化反应。）

Pathway注释由生物学专家与Reactome编辑人员合作编写，并交叉引用许多生物信息学数据库。这些包括NCBI Gene数据库，Ensembl和 UniProt数据库，UCSC基因组浏览器，KEGG化合物和ChEBI小分子数据库，PubMed和 Gene Ontology。

5. Cell Signaling Technology

官网：https://www.cellsignal.com/contents/science/cst-pathways/science-pathways

Cell Signaling Technology是拥有一个以蛋白质复合物信号为主的通路数据库，并提供基于蛋白质复合物调控的功能障碍相关疾病状态基因信息。

CST上可以按研究领域、细胞景观、靶标的阳性对照处理三个维度进行信号通路的查找。其特点是每一条信号通路都都基本描述、图示详解、以及相关文献，通路图非常美观且支持下载PDF文件。

6. Pathway Commons

官网：http://www.pathwaycommons.org/

Pathway Commons是一个汇集了来自众多资源的多个物种的公开获取通路数据，整合了多种通路数据库，是一个综合性的网站。里面的通路信息包括生化反应，复合物组装、转运和催化事件，以及涉及蛋白质复合物、DNA、RNA、小分子化合物和配合物在内的物理相互作用。可以进行Pathway分析、互作分析、功能介绍、信息下载等等。

pathway common数据库提供了一个统一的数据交互格式BioPAX, 所有的数据都可以通过以下FTP地址下载得到https://www.pathwaycommons.org/archives/。

7. Sabiosciences Pathway Central

官网：https://geneglobe.qiagen.com/us/knowledge/pathways

Sabiosciences是Qiagen的子公司，超过400个特征性的和相互作用的代谢和细胞信号通路。其通路图也非常简洁美观，通路图注册后可以直接下载PPT格式。

8. UCSD Signaling Gateway

官网：http://www.signaling-gateway.org/molecule/

UCSD信号通路号称分子页面维基--全面的信号数据库。包含 3700 多种参与细胞信号传导的蛋白质的关键信息。数据库为每种蛋白质提供了大量自动数据，包括遗传和结构信息、生物物理特性等。

除这些数据外，还对每种蛋白质的功能、相互作用和调控进行了综述。这些评论由 NPG 编辑人员委托该领域的专家撰写，经过同行评审，并可使用数字对象标识符 (DOI) 进行引用。

平台允许用户探索蛋白质如何在复合物或通路中相互作用，并可参考相关文献。

9. NCATS BioPlanet

官网：https://tripod.nih.gov/bioplanet/

很小众的一个信号通路数据库，它汇集了来自各种公开可得的、经过精心筛选的1,658个人类信号通路，包含9,818个人类基因。每一条信号通路都包含了Pathway Map、Genes、ncRNA、Diseases、Category等附加信息栏目。

10. Pathbank

官网：https://pathbank.org/

PathBank 是一个交互式可视数据库，包含 600,000 多通路，这些通路于人类、小鼠、大肠杆菌、酵母和拟南芥等生物中。这些通路中的绝大部分在其他任何通路数据库中都找不到。专门用于支持代谢组学、转录组学、蛋白质组学和系统生物学中的通路阐释和通路发现。

所有 PathBank 路径都包括相关细胞器、亚细胞区室、蛋白质复合物辅助因子、蛋白质复合物位置、代谢物位置、化学结构和蛋白质复合物四元结构的信息。每个小分子都与HMDB或DrugBank中的详细描述超链接，每个蛋白复合物或酶复合物都与UniProt 超链接。

且都附有详细描述和参考文献，提供了每个图表中描述的路径、条件或过程的概述。该数据库易于浏览，支持全文、序列和化学结构搜索。图像、描述和表格都可以多种格式下载。

11. BioCyc

官网：http://www.biocyc.org

BioCyc是SRI国际提供的通路数据库(http://www.biocyc.org/)。该数据库最初由SRI国际生物信息学研究小组建立，是一个专注于代谢通路的高质量数据库。与BioCyc相关的有EcoCyc、MetaCyc、HumanCyc数据库。许可证对学术和非营利组织都是免费的。人类和大肠杆菌是主要的生物体，还有其他各种生物体。EcoCyc主要是大肠杆菌代谢通路的数据库，用化学方程式的形式显示。EcoCyc也包含少量的信号通路。策展人从文献中提取了通路知识。使用专用格式描述通路。

此外，还列出了代谢通路上游的基因调控信息。提供了代谢通路与基因编码的酶及其调节因子之间的联系。通路图根据对细节关注的不同分开显示。在最详细的层面上将代谢产物以化学方程式的形式显示出来。

1. ScienceSlide

ScienceSlides是一款专门为制作生物医学领域插图所开发的ppt插件，包含大量信号通路、细胞结构、组织结构、生物化学、分子生物学、药理学等几千个可编辑的源文件模板，支持关键词检索。

每个素材都是都是ppt源文件模板，所有素材的小组件、文字、体图层，可以变形、移动、拆分、删减、修改颜色等等，很适合没有绘图基础的小伙伴。

安装&下载：实验室全员使用的神器，画论文插图好用到离谱！ScienceSlides 最新版本 (qq.com)

ScienceSlides按安装包：文末下载

2. PathwayBuilder

这是一款专业的细胞信号通路绘图软件，软件轻便，操作简单，任何电脑上系统下都能使用。包含了多个生物医学相关模板，同时还自带了分子生物学会用到的所有元素，如不同的细胞、细胞器、分子等等，方便你对模板进行变换、重新组合。

安装&下载：如有神助！画图不走弯路，2个小工具做出赏心悦目的信号通路图！(qq.com)

Pathway Builder Tool 2.0安装包：文末下载

3.IBS 2.0

官网：https://ibs.renlab.org/#/home

IBS 2.0由华中科技大学薛宇教授的CUCKOO团队出品，是一个在线访问的免费开放式平台。可帮助实验人员绘制具有出版质量的蛋白质和核苷酸序列示意图。通过双模式用户界面，实验人员可以方便地绘制自己的蛋白质或核苷酸序列示意图。为了提供用户友好的应用程序接口，IBS 2.0提供了丰富的图形元素，如多边形、括号、曲线和折线，用于表示功能元素或调控分子，可以自由的编辑示意图样式及参数。

4、pathvisio

pathvisio是一款开源的通路分析和绘制软件，而且他允许使用者自定义API插件。同cytoscape一样，它目前也有许多的插件可以独立安装。不止可以标注基因及基因之间的关系还可以画简单的细胞器。

除了自己画通路之外，也可以加载wiki上的通路。我们依次点击"SelectPlugins>>Wikipathways>>Search"（如果没有"Wikipathways"选项。在plugin manager中安装即可。）这里我们检索和人类相关的凋亡。即可出现相关的通路。对通路进行颜色标注、导入表达数据（Data-> Import expression data）打开后，加载表达数据、选择根据log fc进行高低进行可视化，通过在pathvisio内的设置之后就能得到含有表达量的通路图。