Занятие 7. Метаболические пути. KEGG.

Откройте заглавную страничку Энциклопедии Генов и Геномов KEGG .

Будем использовать опцию быстрого поиска с помощью поисковой системы DBGET. Каждый раз выбирайте подходящий раздел энциклопедии в выпадающем меню.

Система понимает логические операторы " .AND. "(default), " .OR. " и " .NOT. " , что более, чем достаточно для выполнения упражнений.
О том, как создавать сложные запросы, можно прочитать в описании DBGET.

  1. Найдите по названиям субстрата и продукта ферментативную реакцию и опишите ее

    2. Часто бывает так, что Вы помните, что вещество А в результате ферментативной реакции превращается в вещество В, но не помните ни названия, ни кода фермента и забыли, для чего вообще нужно такое превращение.

    Названия субстрата и продукта можно найти здесь.
    Ваша задача — найти, изучить и описать соответствующие ферментативную реакцию, фермент и метаболический путь.
    В пределах найденной карты определите число разных реакций, в результате которых мог возникнуть данный субстрат, и число разных вариантов дальнейшей судьбы заданного продукта. Если субстрат - первое вещество на данной карте, или продукт - последнее вещество на карте, то укажите название "смежного"метаболического пути.
    Найдите список генов, которые по данным KEGG являются ортологами гену изучаемого Вами фермента. Определите их общее число (можно с помощью Excel).

    Советы.

    1. Иногда возможны проблемы с номенклатурой стереоизомеров (-L, -D-), в таких случаях повторите запрос, удалив обозначения стереоизомера.
    2. Внимательно следите за направлением реакций - реация должна быть либо обратимой, либо, если она необратима, идти строго от субстрата к продукту, а не наоборот.
    3. В случае, если данное превращение субстрата в продукт может происходить с участием разных ферментов, в отчете указываете общее число ферментов, а для дальнейшего анализа используете один на Ваш выбор..
    4. Некоторые пары субстрат-продукт встречаются в нескольких путях. Указывате общее число путей, исследуете один на Ваш выбор.

    Формат отчета.

  2. Найдите на карте и опишите случай, когда ферменты разного типа катализируют одну и ту же реакцию

    3. Сначала только по заданному названию пути попробуйте найти его среди других путей, описанных в KEGG. Посмотрите, что получилось.
    Затем добавьте к названию слова "reference" и "map". В чем различие результатов поиска? (Ответ напишите в отчете)

    Ваша основная задача — на найденной карте найти реакцию, которую катализируют ферменты разного типа, и затем сравнить ферменты.
    Если Вы обнаружили случай с более, чем 2-мя ферментами на одну реакцию, укажите общее число ферментов, их коды, но сравнивайте только два с наиболее различающимися кодами.

    Внимание! Одна карта задана сразу нескольким студентам. Это значит, что на ней можно найти сразу несколько примеров нужного типа. Договоритесь между собой и разделите найденные примеры так, чтобы каждый сравнивал свою пару ферментов. Сравниваемые пары не должны совпадать!

    Советы.

    1. Не выбирайте для сравнения ферменты, в кодах которых встречаются число 99 или прочерк (вообще избегайте по возможности ЕС с числами >100).
    2. Внимательно следите за направлением реакции.
    3. Для любопытных. Может быть после выполнения следующего упражнения захочется вернуться к данному?


    Формат отчета.

  3. Cравнение метаболических путей у разных организмов

    4. Внимательно прочтите Ваше задание, в нем указан путь (или часть пути) и два организма.
    Ваша задача — сравнить пути в разных организмах и высказать предположение о биологическом смысле наблюдаемого, например, о последствиях для жизни каждого из организмов.

    Откройте полный список метаболических путей, выбрав соответствующий раздел энциклопедии на заглавной страничке KEGG
    Подберите путь, подходящий к заданию, откройте соответствующую карту и убедитесь в том, что это то, что Вам нужно.
    Используйте кнопку "Select" и выберите опцию "все организмы", тогда в выпадающем меню на карте появятся названия всех организмов, для которых можно посмотреть конкретные варианты данной карты. Найдите карты для заданных организмов. Сохраните их как рисунки и приступайте к сравнению.

    Советы.

    1. Выбирайте штамм Escherichia coli K-12 MG1655.

    Формат отчета.