Занятие 8. Киотская энциклопедия генов и геномов (KEGG)

Срок выполнения заданий — утро 3 апреля 2012 г.

  1. Определите, в каких метаболических путях участвует ваш фермент

    2. Ваш фермент – тот же, что в предыдущем задании.

    В документе SwissProt с описанием белка найдите ссылку на KEGG (идентификатор гена в KEGG имеет вид "hsa:1234"; в данном случае "hsa" означает организм Homo sapiens).

    Откройте главную страничку KEGG и проведите поиск гена по его KEGG-идентификатору.

    В открышемся документе найдите описание метаболических путей ("Pathways"), ассоциированных с геном. Для каждого из них запишите в отчет идентификатор KEGG, английское и русское название. Карту первого из найденных путей (только не общую карту "Metabolic pathways"!) сохраните в виде графического файла, со ссылкой из текста отчёта.

    Если для вашего фермента метаболические пути не указаны, обязательно отметьте это в отчёте!

     

  2. Найдите в KEGG структурные формулы заданных соединений

    3. В таблице найдите два названия химических соединений.

    С главной страницы KEGG пройдите по гиперссылке "KEGG2" ("KEGG Table of Contents"), а с открывшейся страницы – по гиперссылке "KEGG LIGAND". Проведите поиск по базе лигандов каждого из веществ (предварительно выясните, как пишутся по-английски их названия!).

    В отчете для каждого соединения нужно привести следующие сведения:

  3. Найдите метаболический путь от одного заданного вещества к другому

    4. С главной страницы KEGG пройдите по гиперссылке "KEGG PATHWAY". Найдите гиперссылку "Search&Color Pathway" и проследуйте по ней.

    В поле запроса введите найденные в предыдущем упражнении идентификаторы соединений. Укажите, что хотите раскрасить первое соединение красным, а второе – зеленым (синтаксис показан на примерах справа от поля запроса). После ввода запроса на экране появится список карт. Вам нужны те, после названия которых указано "2", что означает, что в ней присутствуют оба соединения (кроме общей карты "Metabolic pathways"). Убедитесь в том, что оба вещества присутствуют под своими именами и окрашены. Попробуйте найти путь, соединяющий два вещества. Если такового явно нет, попробуйте другую карту.

    Будьте внимательны! Следите за направлением стрелок, некоторые реакции идут только в одну сторону! Если возможно несколько путей – выбирайте кратчайший.

    Определите, есть ли направление у найденного пути. Другими словами, ведет ли путь от первого заданного соединения ко второму, или от второго – к первому, или, возможно, все реакции идут в обоих направлениях, и, соответственно, направления нет.

    Результат внесите в отчет, укажите название карты, названия заданных соединений, а между ними стрелочку, показывающую направление. Например:

    Выбранная цепочка ферментативных реакций

    Карта: фиксация углерода при фотосинтезе.
    Путь: рибулозо-1,5-бис-фосфат → глицероальдегид-3-фосфат
    Найденный путь надо отметить на карте. Если подвести курсор к любому интермедиату на карте, высветится код данного соединения. Выпишите коды всех промежуточных соединений. Вернитесь к страничке с запросом, введите идентификаторы как заданных соединений, так и всех промежуточных. Укажите, что хотите отметить все промежуточные соединения желтым цветом. Раскраска же заданных исходно соединений должна зависеть от направления: если направления у пути нет, то оба выделите зеленым цветом, а, если есть, то начальное выделите красным, а конечное – зеленым. Раскрашенную карту сохраните как графический файл (рекомендуется формат PNG), с гиперссылкой из текста отчёта.

  4. Сравните метаболические пути у разных организмов

    5. Определите, возможна ли выбранная в предыдущем упражнении цепочка ферментативных реакций у организмов, перечисленных в таблице ниже. Для этого переведите общую карту (Reference map) в режим, соответствующий выбранному организму. Результаты внесите в таблицу.

    Возможность выбранной цепочки ферментативных реакций в разных организмах
    Организм Цепочка реакций возможна
    (да/нет/неизвестно)    		 Обоснование
    Bacillus subtilis    
    Archaeoglobus fulgidus    
    Arabidopsis thaliana    
    Homo sapiens    

    Пример

    ... ... ...
    Bacillus subtilis да присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций
    Archaeoglobus fulgidus нет неизвестен ген фермента, катализирующего 13-ую стадию (EC 13.13.13.13)
    Arabidopsis thaliana нет из 25 необходимых ферментов найдены гены только для двух

    Прикрепите к отчету карту для одного из организмов, в котором искомая цепочка обнаружена.

  5. (* дополнительно). Ваше мнение о KEGG

    6. Изучите ещё какие-нибудь возможности, предоставляемые сайтом KEGG. Изложите ваше представление о том, для каких задач, возникающих в работе молекулярных биологов, KEGG может быть полезен, а также своё мнение о качестве его веб-интерфейса.