모티프 및 도메인 관련 축약 데이터베이스에 대한 검색 기능에는 데이터베이스에 대한 필드 검색을 의미하는 것과 입력 단백질 서열이 주어졌을 경우 해당 데이터베이스를 이용하여 입력 서열상에 모티프 및 도메인이 포함되어 있는지 여부를 검색하는 경우 이렇게 두가지가 있다. 사용자는 웹 사이트들을 서핑하는 번거로움 없이 원스톱 서비스로 원하는 모든분석결과 및 관련 데이터들을 얻을 수 있도록 본 통합 시스템을 구현하였다.통합 시스템의 데이터베이스 부분 중에서 가장 핵심적인 데이터베이스는 InterPro이고 InterProScan은 InterPro 구성 데이터베이스를 이용하여 일목요연하게 가공하여 사용자에게 제공해 주는 것이다.
<h2>데이터베이스 검색 기능</h2> <p>앞 부분에서 언급한 모티프 및 도메인 관련 축약 데이터베이스에 대한 검색 기능이란 두 가지 의미를 갖고 있다. 하나는 데이터베이스에 대한 필드 검색을 의미하는 것과 또 다른 하나는 입력 단백질 서열이 주어졌을 경우 해당 데이터베이스를 이용하여 입력 서열상에 모티프 및 도메인이 포함되어 있는지 여부를 검색하는 경우이다. 첫 번째의 경우에 있어서는 앞에서 언급한 것처럼 필드 검색, 즉 primary key값에 해당되는 accession number에 대한 검색과 Text 검색이 가능하도록 구현하였다. 앞에서 언급했듯이 검색된 해당 레코드가 웹 인터페이스 상에 제공되고, 하이퍼링크를 통해서 원래 사이트의 풀버전 레코드에 접근할 수 있도록 구현하였다. 이렇게 함으로써 일차적인 검색 정보 필터 기능을 사용자에게 제공한다. 그래서 사용자가 쓸모없는 정보의 홍수 속에서 혼돈이 없도록 핵심 정보만 제공하고, 그것이 원하는 정보이면 보다 광범위한 정보에 용이하게 접근할 수 있게 설계하고 구성하였다. 두 번째 경우의 것은 각 축약 데이터베이스들이 각각의 해당 검색 프로그램들을 갖고 있는데, 이러한 검색 프로그램들의 내부 알고리즘을 일반 사용자들이 이해한다는 것은 매우 어려운 일이다. 그래서 개발자 입장에서 최대한 사용자들이 용이하게 사용할 수 있도록 인터페이스를 강화하고 소스코드(source code)를 통해 일부 옵션 부분을 수정 및 보완하고 CGI 프로그램을 통해서 웹 인터페이스와 연동되게 구현하였다. 본 시스템 구축에 사용된 검색 프로그램들은 HMMPfam, HMMTigr, FingerPRINTScan,HMMSmart, BlastProDom 및 PrositeScan 등이다. 이러한 검색 프로그램들은 개별적으로 해당 목적에 맞게 개발되어 각기 다른 사이트에서 해당 데이터베이스를 대상으로 서비스를 제공하고 있는 것들이다. 이들 프로그램들을 단일 인터페이스 하에서 통합적인 서비스를 제공해 줄 수 있도록 시스템을 구성함으로써 단백질 기능분석의 효과를 극대화 할 수 있도록 하였다. 특히 이러한 검색 프로그램들의 소스를 철저히 파악하여 사용자에게 최적화된 분석옵션 및 분석결과를 제공할 수 있도록 일부 수정 및 보완하였으며, 검색결과는 로컬 사이트에 구축된 데이터베이스와 연동되게 하였다. 이로 말미암아 사용자는 웹 사이트들을 서핑(Surfing)하는 번거로움 없이 원스톱(One-stop) 서비스로 원하는 모든분석결과 및 관련 데이터들을 얻을 수 있도록 본 통합 시스템을 구현하였다. 각 CGI 프로그램, 데이터 양식 변환용 프로그램 및 각종 유틸리티들은 C언어, Perl 및 셀 스크립트(Shell Script) 등으로 구현하였다.</p> <h2>InterPro 데이터베이스 및 InterProScan 프로그램</h2> <p>통합 시스템의 데이터베이스 부분 중에서 가장 핵심적인 데이터베이스는 InterPro이다. 이러한 측면에서 비록 상당히 복잡하게 구성되어 있지만 InterPro 데이터베이스의 전체 버전을 다운로드 받아서 로컬 데이터베이스화하였다. InterPro데이터베이스는 EBI (European Bioinformatics Institute)의 InterPro 2001 공동 프로젝트에 의해 만들어진 것으로, 유일하고 중복성이 없는 단백질 패밀리, 단백질 도메인 및 기능부위 등을 생성함으로써 가장 공통적으로 사용되는 단백질 Signature 데이터베이스들에 대한 최상위 통합계층을 제공한다. 즉, InterPro 데이터베이스는 PROSITE, PRINT, ProDom, SMART, PFam, TIGRFAMs 등의 기존 데이터베이스들을 통합화한 것이다. 이 통합 시스템에서도 InterPro 데이터베이스를 통해 다른 데이터베이스들 사이에 상호참조 되게 하였다. 이 연구에서 InterPro 데이터베이스를 로컬 사이트에 구축한 절차를 간략히 살펴보면, 배포되는 XML(eXtensible Markup Language) 양식의 원시데이터와 그에 따른 DTD (Document Type Definition)를 분석하여 어느 부분을 필드로 할 것인지 그리고 테이블 구성을 어떻게 할 것인지 데이터베이스 스키마를 결정하고(Fig. 4 참조), 변환 및 파싱 작업과 데이터베이스 업로드 작업을 통해 생성하였다. Fig. 5에서 나열된 각 필드 및 인덱스에 대해 검색이 가능하며, 검색결과 양식은 "Accession List", "Entry List", 및 "Table List" 형태로 보여준다. 또한 20여 개 가량의 공개용 외부 데이터베이스들과 하이퍼링크 되게 구현하였다.</p> <p>InterPro와 더불어 본 연구개발 시스템의 핵심 요소 중의 하나가 InterProScan이다. 이것은 PERL 기반의 패키지로 InterPro 구성 데이터베이스들에 대한 모티프 및 도메인 통합 검색을 가능하게 해 주는 하나의 도구이다. 이것을 활용하기 위해 일단 PERL 소스 코드 및 내부 구성을 철저히 파악하였다. 분석한 바에 의하면 InterProScan은 하나의 독립적인 검색 프로그램이 아니라 실제 InterPro 구성 데이터베이스늘의 개별 검색 프로그램을 래퍼함수(Wrapper function)에 의해서 호출하고 각각의 검색결과를 파싱하고 재포맷하여 일목요연하게 가공하여 사용자에게 제공해 주는 것이다. 마치 메타 검색 엔진과 유사하다고 생각하면 될 것이다. 그래서 이것들을 세분하고 재구성하여 일반 사용자들에게 최적의 분석 서비스를 제공할 수 있도록 본 시스템 내에 포함시켰다.</p>