Метаболические пути (KEGG). Занятие 6.

Задание 1. В каких метаболических путях участвует фермент ADH4_HUMAN.

Определим его KEGG-идентификатор (идентификатор гена в KEGG имеет вид hsa:1234; в данном случае "hsa" означает организм Homo sapiens). В текстовом файле в поле DR напротив KEGG лежит код hsa:127.

На сайте KEGG внесем этот идентификатор для поиска.
В результате среди результатов получим различную информацию о ферменте, в том числе и о метаболических путях с его участием.

KEGG ID метаболического пути	name of the pathway	название пути
hsa00010	Glycolysis / Gluconeogenesis	гликолиз / гликогенез
hsa00071	Fatty acid metabolism	метаболизм жирных кислот
hsa00350	Tyrosine metabolism	метаболизм тирозина
hsa00830	Retinol metabolism	метаболизм ретинола (витамина А)
hsa00980	Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450	метаболизм ксенобиотиков цитохромом P450
hsa00982	Drug metabolism - cytochrome P450	метаболизм наркотиков - цитохром P450
hsa01100	Metabolic pathways	Общие метаболические пути
hsa05204	Chemical carcinogenesis	Химический карциногенез

Копия изображения метаболического пути гликолиза/гликогенеза приведена ТУТ.

Задание 2. Поиск в KEGG структурных формул заданных соединений

С главной страницы KEGG пройти по гиперссылке "KEGG2" ("KEGG Table of Contents"), а с открывшейся страницы – по гиперссылке "KEGG LIGAND".

Проведем поиск двух выданных веществ (фумарат/Fumarate и цис-аконитат/cis-Aconitate) по базе лигандов.

1. фумарат (Fumarate, C00122):

fumarate picture is not avaliable

2. цис-аконитат (cis-Aconitate, C00417):

cis-aconitate picture is not avaliable

Задание 3. Метаболический путь между веществами.

Пройдем по ссылке KEGG / KEGG PATHWAYS / Search&Color Pathway
и внесем в форму идентификаторы веществ и цвета.

Я выбрал Цикл Трикарбоновых Кислот для иллюстрации связи веществ.

Реакции, связывающие цис-аконитат и фумарат обратимы, поэтому по алгоритму задания я не ставлю направления между веществами:

цис-аконитат ↔ фумарат

Задание 4. Метаболические пути разных организмов.

Организм	Цепочка реакций возможна	обоснование
Bacillus subtilis	да	присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций
Archaeoglobus fulgidus	нет	нет фермента, превращающего цитрат в цис-аконитат, остальные 3 фетмента есть. Вероятно, цикл Креббса в этом месте шунтируется, но это еще не показано в KEGG (возможно, в принципе не показано). По крайней мере, всех остальных ферментов было бы достаточно, чтобы замкнуть цикл (используя при этом показанные шунты), не хватает лишь связи между цитратом и изоцитратом.
Arabidopsis thaliana	да	присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций
Homo sapiens	да	присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций

Для меня отсутствие связи между веществами ЦТК не стало неожиданностью, но все же я ожидал, что во всех этих органихмах связь будет полной, так как это один из основных метаболических путей во всем живом мире.

К отчету прикрепляю карту цикла Креббса человека с раскраской метаболитов по заданию.
На карте зеленым отмечены имеющиеся ферменты, белым - отсутствующие.

Задание 5*. Мое мнение о KEGG.

Полазив по сайту в случайной последовательности, я наткнулся не только на множество информации о ферментах и метаболитах, а также организмы, их содержащие, но также и на гены, геномы, отдкльные карты заболеваний, поиск ортологов, ссылки на статьи в PubMed, и другую информацию.
То есть, KEGG является энциклопедией в полном смысле этого слова. Она собрала множеств данных, постаралась соединить их доступным образом; все было задумано для людей.
К сожалению, столько информации очень трудно держать в соответствии с постоянно меняющимися данными, которые нужно пополнять, и при этом отсеивать ненадежные ссылки. Поэтому, бывает, что KEGG не успевает за свежими данными.
С этой точки зрения, KEGG полезен как надежный источник и справочник для знакомства с некоторой интересующей нас ситуацией.
Интерфейс KEGG имеет немного устаревший вид, табличный формат хорош и плох одновременно, обилие ссылок удобно, и даже не сильно мешает.

На страницу 4 семестра