一个网络工具，用以生成高质量机器可读的生物学途径
February 8th, 2017
PathWhiz是产生生化和生物学通路全面，网上通路绘图工具。它采用公开访问的数据库和易于扩展的调色板由预先绘制的路径组件。本协议描述了如何轻松构建新的途径，复制和编辑现有的途径，并传播以前绘制的路径不同的生物。
该协议的总体目标是使用 PathWhiz 和互联网轻松创建、复制和传播生化途径，用于各种目的和应用。该工具使科学家、教育工作者和学生能够创建视觉上令人愉悦且准确的生化途径，具有高水平的生物学细节和复杂性。PathWhiz 是一个免费的公共画廊，拥有数千个路径和路径组件，它基本上与任何作系统兼容，所有用户都可以访问和扩展。
首先在任何现代 Web 浏览器中加载 PathWhiz 页面，然后单击 Draw 菜单。单击 New Pathway（新建路径）按钮开始一条新路径，然后输入要绘制的路径的名称。从下拉列表中选择路径类型。
然后在自动完成框中输入生物体的学名以搜索感兴趣的生物体，然后输入物种的学名和通用名。从下拉列表中选择物种分类 真核生物 或 原核生物 ，然后输入 NCBI 分类法中的分类 ID。单击 Create Species 并输入通路的全面描述。
单击 Add Reference （添加引用） 以根据需要将外部引用添加到路径中。接下来，单击 Create Pathway（创建路径）。将显示一个白色网格画布和一个灰色菜单栏。
单击 Add Process 链接，然后选择 Add Reaction 以添加第一个流程可视化。在自动完成框中输入感兴趣的反应物、产物或酶，以搜索现有反应。然后滚动浏览现有反应。
找到所需的反应后，选择它。然后在自动完成框中输入相应的元素名称，以选择合适的化学计量和元素类型。添加反应左侧的所有元素后，从下拉列表中选择路径的方向，然后单击 Add Right Element 添加产物。
如刚才所示，为反应右侧的所有元素选择化学计量和元素类型。然后单击 Add Enzyme（添加酶）将酶添加到反应中。在 Auto complete（自动完成）框中输入酶的名称，然后选择适当的酶。
添加反应的所有元素后，单击 Create Reaction 按钮以保存新反应，并从下拉列表中选择反应初始渲染所需的方向。然后单击 Create Reaction 按钮。新创建的反应将显示在绘图画布上。
要根据需要编辑反应，请在画布上拖动反应元素以根据需要重新定位它们。然后，单击每个元素以将其添加到当前选择中。选择所有元素后，将它们拖动到画布的适当区域，然后再次单击元素以取消选择它们。
要访问弹出式编辑侧边栏，请双击化学品并根据需要编辑模板、生物状态、Z 指数和完整的反应详细信息。要编辑整个流程的信息，请双击其任何元素。在灰色的二级菜单栏下，单击 Edit Selected 链接，然后选择 Edit Element 或 Edit Process （编辑流程）。
将画布上的元素重新定位到所需位置。选择感兴趣的反应边缘并编辑它们，就像刚才对反应化合物和蛋白质所做的演示一样。根据需要绘制第一个反应后，单击反应的产物以将其选中。
然后，在 Add Process 选项卡下，选择 Add Reaction。路径完成后，单击 Pathway 链接，然后选择 Export and View （导出并查看）。选择 背景颜色 图像的背景颜色 选项，选择蓝色或白色作为图像的背景颜色，然后选择 是 或 否 对于 Also Generate Simplified Version 选项。
然后点击 生成图像文件.生成图像后，单击 Show in Viewer 以在浏览器中生成完全超链接的高分辨率通路图像。要复制现有通路，请单击 Pathways 菜单，然后在搜索栏中输入感兴趣通路的名称。
找到要复制的路径，然后单击 Replicate。编辑路径的名称，并根据需要输入路径的新描述。然后单击 Create Pathway（创建路径）以生成重复的路径。
要查看或下载通路，请进入 Pathways 菜单，找到刚才演示的目标通路，然后单击 Show（显示）。接下来，单击"在查看器中显示"标签旁边具有所需 PathWhiz ID 的按钮，然后打开"下载"选项卡。然后单击超链接以下载各种文件格式的通路。
PathWhiz 可用于生成具有各种内容类型和样式的路径。包括传统的代谢途径、疾病和药物途径，以说明副作用和药物反应，以及蛋白质信号通路。这些途径可能具有丰富的色彩和相当多的生物学细节，或者它们可以转换为简单的黑白表示。
完成后，这些通路可以在交互式通路查看器中查看，下载为图像或以几种不同的机器可读数据交换格式导出以供进一步分析。掌握后，可以在大约 15 分钟内生成一个标准的互联网就绪路径。虽然，更复杂的途径可能需要更长的时间才能完成。
在尝试此程序时，请务必记住，为每个单独反应选择的物质始终与通路物质匹配，并确认反应箭头的方向是正确的。在此程序之后，可以执行其他方法（例如代谢分析）来回答有关目标代谢物的动力学或定量的其他问题。开发后，这项技术为代谢组学和生物学领域的研究人员铺平了道路，以创建数千种互联网就绪通路，说明了广泛的人类、东部和大肠杆菌生物化学。
观看此视频后，您应该对如何构建新通路、复制和编辑现有通路以及将先前绘制的通路传播到不同的生物体有很好的了解。不要忘记，锁定路径会使其不可编辑。此外，请注意，您可以根据自己的偏好选择创建公共或私有路径。
概述
PathWhiz 是一个用于创建和编辑生物化学通路的在线工具。它允许用户使用各种预先绘制的组件和数据库生成视觉上准确的通路。
关键研究组成部分
科学领域
- 生物化学
- 生物通路
- 通路可视化
背景
- PathWhiz 提供了一个免费的公共通路库。
- 它与所有操作系统兼容。
- 该工具对科学家、教育者和学生都是可访问的。
- PathWhiz 支持复杂生物化学通路的创建。
研究目的
- 为生物化学通路的创建和复制提供便利。
- 使用户能够在不同生物体之间传播通路。
- 为通路设计提供用户友好的界面。
使用的方法
- 利用绘图菜单创建新的通路。
- 搜索生物体并输入相关的科学数据。
- 通过交互式画布添加过程和反应。
- 以各种格式导出通路以进行进一步分析。
主要结果
- 用户可以在大约15分钟内创建通路。
- 通路可以详细或简化。
- PathWhiz 允许生成高分辨率图像。
- 可以创建和在线共享数千个通路。
结论
- PathWhiz 是一个用于通路可视化的多功能工具。
- 它支持生物化学教育和研究应用。
- 该工具增强了对代谢过程的理解。
常见问题
Executive Industry Relevance
PathWhiz enables biopharma R&D teams to generate standardized, machine-readable pathway diagrams that support target validation and mechanistic de-risking. By providing a publicly accessible, web-based platform for pathway creation and sharing, it enhances cross-functional collaboration and data integration across discovery workflows. The tool’s compatibility with formats like BioPAX and SBML facilitates downstream analysis and predictive modeling in early-stage research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Supports interrogation of therapeutic hypotheses through detailed visualization of biochemical interactions and reaction networks.
- Operational Value: Enables rapid creation and iteration of pathway diagrams to clarify target mechanisms and pathway context.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides standardized pathway templates that can be replicated and propagated across species for consistent assay design.
- Operational Value: Facilitates assay readiness by enabling export of pathways in machine-readable formats for integration with analytical tools.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports translational continuity by allowing pathways to be adapted across model systems using propagation features.
- Operational Value: Enhances reproducibility through version-controlled, editable pathway elements that can be shared and reused across teams.
Pipeline & Workflow Integration
PathWhiz fits within the discovery continuum by enabling hypothesis-driven pathway construction that informs target selection and lead identification efforts.
- Discovery Biology: Aids in pathway clarification and biological de-risking by visualizing complex metabolic and signaling networks.
- Screening: Supports assay development through exportable pathway diagrams that guide biomarker selection and compound screening strategies.
- Analytics: Generates machine-readable outputs (e.g., SBML, BioPAX) that enable quantitative analysis and simulation of pathway dynamics.
- Translational Research: Promotes cross-species pathway propagation to align preclinical models with human biology.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable knowledge base where pathways can be replicated, edited, and built upon across projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by reducing ambiguity in target pathway context and interaction networks.
- Operational Value: Promotes standardization and reproducibility via shared, editable pathway components and version control.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by enhancing mechanistic understanding and reducing biological uncertainty.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization through clearer visualization of disease-relevant pathways and off-target effects.
Implementation Considerations
- Requires familiarity with biochemical nomenclature and pathway curation best practices.
- Dependent on web browser access and internet connectivity for full functionality.
- Necessitates cross-team agreement on pathway naming, annotation, and styling conventions.
- Involves consideration of species-specific elements when propagating pathways across organisms.
- Limited by the completeness of the public pathway library for niche or novel biological processes.
