NCBI's CDD, the Conserved Domain Database, enters its 15th year as a public resource for the annotation of proteins with the location of conserved domain footprints. Going forward, we strive to improve the coverage and consistency of domain annotation provided by CDD. We maintain a live search system as well as an archive of pre-computed domain annotation for sequences tracked in NCBI's Entrez protein database, which can be retrieved for single sequences or in bulk. We also maintain import procedures so that CDD contains domain models and domain definitions provided by several collections available in the public domain, as well as those produced by an in-house curation effort. The curation effort aims at increasing coverage and providing finer-grained classifications of common protein domains, for which a wealth of functional and structural data has become available. CDD curation generates alignment models of representative sequence fragments, which are in agreement with domain boundaries as observed in protein 3D structure, and which model the structurally conserved cores of domain families as well as annotate conserved features. CDD can be accessed at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml.

NCBI’s Conserved Domain Database (CDD) is a resource for the annotation of protein sequences with the location of conserved domain footprints, and functional sites inferred from these footprints. CDD includes manually curated domain models that make use of protein 3D structure to refine domain models and provide insights into sequence/structure/function relationships. Manually curated models are organized hierarchically if they describe domain families that are clearly related by common descent. As CDD also imports domain family models from a variety of external sources, it is a partially redundant collection. To simplify protein annotation, redundant models and models describing homologous families are clustered into superfamilies. By default, domain footprints are annotated with the corresponding superfamily designation, on top of which specific annotation may indicate high-confidence assignment of family membership. Pre-computed domain annotation is available for proteins in the Entrez/Protein dataset, and a novel interface, Batch CD-Search, allows the computation and download of annotation for large sets of protein queries. CDD can be accessed via http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml .

NCBI's Conserved Domain Database (CDD) aims at annotating biomolecular sequences with the location of evolutionarily conserved protein domain footprints, and functional sites inferred from such footprints. An archive of pre-computed domain annotation is maintained for proteins tracked by NCBI's Entrez database, and live search services are offered as well. CDD curation staff supplements a comprehensive collection of protein domain and protein family models, which have been imported from external providers, with representations of selected domain families that are curated in-house and organized into hierarchical classifications of functionally distinct families and sub-families. CDD also supports comparative analyses of protein families via conserved domain architectures, and a recent curation effort focuses on providing functional characterizations of distinct subfamily architectures using SPARCLE: Subfamily Protein Architecture Labeling Engine. CDD can be accessed at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml.

InterPro (http://www.ebi.ac.uk/interpro/) is a freely available database used to classify protein sequences into families and to predict the presence of important domains and sites. InterProScan is the underlying software that allows both protein and nucleic acid sequences to be searched against InterPro's predictive models, which are provided by its member databases. Here, we report recent developments with InterPro and its associated software, including the addition of two new databases (SFLD and CDD), and the functionality to include residue-level annotation and prediction of intrinsic disorder. These developments enrich the annotations provided by InterPro, increase the overall number of residues annotated and allow more specific functional inferences.

CDD, the Conserved Domain Database, is part of NCBI's Entrez query and retrieval system and is also accessible via http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml. CDD provides annotation of protein sequences with the location of conserved domain footprints and functional sites inferred from these footprints. Pre-computed annotation is available via Entrez, and interactive search services accept single protein or nucleotide queries, as well as batch submissions of protein query sequences, utilizing RPS-BLAST to rapidly identify putative matches. CDD incorporates several protein domain and full-length protein model collections, and maintains an active curation effort that aims at providing fine grained classifications for major and well-characterized protein domain families, as supported by available protein three-dimensional (3D) structure and the published literature. To this date, the majority of protein 3D structures are represented by models tracked by CDD, and CDD curators are characterizing novel families that emerge from protein structure determination efforts.

Abstract Summary iCn3D (I-see-in-3D) is a web-based 3D molecular structure viewer focusing on the interactive structural analysis. It can simultaneously show 3D structure, 2D molecular contacts, and 1D protein and nucleotide sequences through an integrated sequence/annotation browser. Pre-defined and arbitrary molecular features can be selected in any of the 1D/2D/3D windows as sets of residues and these selections are synchronized dynamically in all displays. Biological annotations such as protein domains, single nucleotide variations, etc. can be shown as tracks in the 1D sequence/annotation browser. These customized displays can be shared with colleagues or publishers via a simple URL. iCn3D can display structure-structure alignment obtained from NCBI’s VAST+ service. It can also display the alignment of a sequence with a structure as identified by BLAST, and thus relate 3D structure to a large fraction of all known proteins. iCn3D can also display electron density maps or electron microscopy (EM) density maps, and export files for 3D printing. The following example URL exemplifies some of the 1D/2D/3D representations: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/icn3d/full.html?mmdbid=1TUP&showanno=1&show2d=1&showsets=1 . Availability and implementation iCn3D is freely available to the public. Its source code is available at https://github.com/ncbi/icn3d . Supplementary information User instructions are available at Bioinformatics online

Abstract iCn3D was initially developed as a web-based 3D molecular viewer. It then evolved from visualization into a full-featured interactive structural analysis software. It became a collaborative research instrument through the sharing of permanent, shortened URLs that encapsulate not only annotated visual molecular scenes, but also all underlying data and analysis scripts in a FAIR manner. More recently, with the growth of structural databases, the need to analyze large structural datasets systematically led us to use Python scripts and convert the code to be used in Node.js scripts. We showed a few examples of Python scripts at https://github.com/ncbi/icn3d/tree/master/icn3dpython to export secondary structures or PNG images from iCn3D. Users just need to replace the URL in the Python scripts to export other annotations from iCn3D. Furthermore, any interactive iCn3D feature can be converted into a Node.js script to be run in batch mode, enabling an interactive analysis performed on one or a handful of protein complexes to be scaled up to analysis features of large ensembles of structures. Currently available Node.js analysis scripts examples are available at https://github.com/ncbi/icn3d/tree/master/icn3dnode . This development will enable ensemble analyses on growing structural databases such as AlphaFold or RoseTTAFold on one hand and Electron Microscopy on the other. In this paper, we also review new features such as DelPhi electrostatic potential, 3D view of mutations, alignment of multiple chains, assembly of multiple structures by realignment, dynamic symmetry calculation, 2D cartoons at different levels, interactive contact maps, and use of iCn3D in Jupyter Notebook as described at https://pypi.org/project/icn3dpy .