Метаболические пути. KEGG.

1. Поиск графических формул и идентификаторов заданных низкомолекулярных веществ в KEGG.

Процесс - биосинтез тирозина из фенилаланина. При поиске по названиям получены следующие формулы веществ:


Тирозин (tyrosine)	Фенилаланин (phenylalanyne)

2. Поиск метаболического пути. Выделение цветом пути превращения заданных веществ.

После выполнения команд, записанных в текстовом файле, была получена следующая карта (фрагмент):

3. Исследование выбранного метаболического пути

Общее число этапов - 1.
Возможный путь превращения фенилаланина в тирозин:

Этап	Ферментативная реакция	Фермент
1	L-phenylalanine + tetrahydrobiopterin + O2 = L-tyrosine + 4a-hydroxytetrahydrobiopterin	1.14.16.1 (фенилаланин 4-монооксигеназа)

Как можно увидеть из карты, данный путь является хотя и самым коротким (одна реакция), но далеко не единственным. Возможны также пути фенилаланин – фенилпируват (две различных реакции) – префенат – претирозин или 4-гидроксифенилпируват – тирозин.
Возможность выбранной реакции у конкретных организмов:

Организм	Возможен ли синтез тирозина из фенилаланина по данным KEGG ? (Да/нет)	Краткое обоснование
Homo sapiens	да	данный фермент присутствует (запись KEGG)
Escherichia coli	нет	по данным KEGG, у E.coli не присутствует необходимого фермента
Pseudomonas aeruginosa PAO1	да	данный фермент присутствует (запись KEGG)
Methanococcus janaschii	нет	по данным KEGG, у M.janaschii не присутствует необходимого фермента

Дополнительные задания
1. После перевода в режим "Reference map (KO)" на данной карте выделяются синим все ферменты, кроме 1.3.1.52 (2-methyl-branched-chain-enoyl-CoA reductase). С помощью Help можно узнать, что в режиме "Reference pathway (KO)" ферменты, выделенные синим, имеют ссылки на соответствующие записи KO (KEGG ortholouges) - т.е. данные об ортологах этих ферментов в других организмах. Щелкнув по ним, можно просмотреть записи KO. Для ферментов, оставшихся белыми, нет записей КО и, соответственно, данных об ортологах.

2. По данным KEGG, подобного пути синтеза тирозина у Escherichia coli нет. Для проверки этих результатов был произведен поиск фермента с кодом 1.14.16.1 в БД UniProt. Как оказалось, данные UniProt подтвержают данные KEGG: по ним у E.coli этот фермент отсутствует. Возможно, для E.coli реализуется альтернативный путь синтеза тирозина из фенилаланина (через фенилпируват). То есть отсутствие фермента в БД еще не говорит о неполноте данных – возможно, фермента действительно нет в организме и его функции берут на себя другие ферменты (тем более, что такая возможность есть). Действительно, например, у Escherichia coli K-12 W3110, как видно из следующей карты, присутствуют ферменты, необходимые для синтеза тирозина по пути фенилаланин – фенилпируват (две различных реакции) – префенат – 4-гидроксифенилпируват – тирозин.