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抗菌药物耐药性数据库是基因组监测的核心，但耐药决定因子仍分散于不同资源之中，这些资源在覆盖范围、结构和注释方面各不相同。我们开发了 PanRes，这是一个经人工整理的耐药性数据库，包含 11,717 个基因，在统一本体框架下整合了抗生素、生物杀灭剂和金属耐药性的获得性及潜在决定因子。 我们预测了具有代表性的蛋白质结构，并依据结构相似性对其进行聚类，在序列发生分化的情况下，仍将蛋白质归入 598 个在结构上保守且内部一致的簇。基于这些结构引导的比对结果，我们构建了用于远缘同源性搜索的隐马尔可夫模型（HMM）。 在来自 7 个欧洲城市的污水宏基因组中，PanRes 基于三维结构的 HMM 在高置信度 BLAST 检测的基础上进一步扩展了检出范围；在最终保留的命中结果中，35.2% 仅由 HMM 识别，且通常相较于已知蛋白质表现出更高的分化程度。对于 β-内酰胺酶而言，若干蛋白质尽管序列相似性较弱，但仍保留了类似 β-内酰胺酶的折叠结构和催化几何构型。 PanRes 可通过交互式网络平台获取（https://panres.rambio.dk/），是一个用于探索整体耐药组的结构信息驱动型资源。
PanRes：一个支持基于三维结构的蛋白质同源性搜索的潜在与获得性抗菌药物耐药数据库 | bioRxiv
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PanRes：一个支持基于三维结构的蛋白质同源性搜索的潜在与获得性抗菌药物耐药数据库
Martina Vojtková， Martynas Baltušis， Hannah-Marie Martiny， Amulya Baral， Nikiforos Pyrounakis， Attila Beleon， Rebecca Freitag， Anna Pico-Tomàs， Rolf Sommer Kaas， Thomas N. Petersen， Patrick Munk
doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.22.733705
Martina Vojtková 1 丹麦技术大学；
Martynas Baltušis 1 丹麦技术大学；
Hannah-Marie Martiny 1 丹麦技术大学；
Amulya Baral 2 挪威生命科学大学；
Nikiforos Pyrounakis 1 丹麦技术大学；
Attila Beleon 1 丹麦技术大学；
Rebecca Freitag 1 丹麦技术大学；
Anna Pico-Tomàs 3 加泰罗尼亚水研究所；
Rolf Sommer Kaas 1 丹麦技术大学；
Thomas N. Petersen 1 丹麦技术大学；
Patrick Munk 4 丹麦技术大学
通讯作者： pmun{at}food.dtu.dk
摘要
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摘要
抗菌药物耐药性数据库是基因组监测的核心，但耐药决定因子仍分散于不同资源中，这些资源在范围、结构和注释方面各不相同。我们开发了 PanRes，这是一个经人工整理的耐药数据库，包含 11,717 个基因，在统一本体框架下整合了抗生素、生物杀灭剂和金属耐药性的获得性与潜在决定因子。我们预测了代表性蛋白质结构，并按结构相似性进行聚类，将蛋白质划分为 598 个结构保守簇；尽管序列存在分歧，这些簇仍保持一致性。随后利用其结构引导的序列比对构建隐马尔可夫模型（HMM），用于远缘同源性搜索。在来自 7 个欧洲城市的污水宏基因组中，PanRes 基于三维结构的 HMM 检测能力超出了高置信度 BLAST，其中保留命中结果的 35.2% 仅由 HMM 识别，且通常与已知蛋白质表现出更大的差异。对于 β-内酰胺酶而言，尽管序列相似性较弱，若干蛋白质仍保留了类似 β-内酰胺酶的折叠构象和催化几何特征。PanRes 可通过交互式网络平台获取（https://panres.rambio.dk/），作为一个结构信息驱动的资源，用于探索完整耐药组。
利益冲突声明
脚注
https://panres.rambio.dk/
https://zenodo.org/records/20595257
已声明资助信息
Novo Nordisk Foundation， https://ror.org/04txyc737 ，NNF24SA0094147
版权
本预印本的。 本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议 发布。
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发表于 2026 年 6 月 22 日。
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PanRes：一个支持基于三维结构的蛋白质同源性搜索的潜在与获得性抗菌药物耐药数据库
Martina Vojtková， Martynas Baltušis， Hannah-Marie Martiny， Amulya Baral， Nikiforos Pyrounakis， Attila Beleon， Rebecca Freitag， Anna Pico-Tomàs， Rolf Sommer Kaas， Thomas N. Petersen， Patrick Munk
bioRxiv 2026.06.22.733705； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.22.733705
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PanRes：一个支持基于三维结构的蛋白质同源性搜索的潜在与获得性抗菌药物耐药数据库
Martina Vojtková， Martynas Baltušis， Hannah-Marie Martiny， Amulya Baral， Nikiforos Pyrounakis， Attila Beleon， Rebecca Freitag， Anna Pico-Tomàs， Rolf Sommer Kaas， Thomas N. Petersen， Patrick Munk
bioRxiv 2026.06.22.733705； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.22.733705
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.22.733705v1?rss=1
🏷️ 抗菌药物耐药性 耐药基因数据库 三维结构同源性搜索 隐马尔可夫模型 宏基因组学 β-内酰胺酶