Функции, продолжение. Ферменты и метаболические пути.

Функции, продолжение. Ферменты и метаболические пути

Объяснение кода фермента USHA_ECOLI

Был дан белок: G6PI_ECOLI
EC-код: 5.3.1.9
Расшифровка кода:

EC 5 Isomerases (изомеразы , катализируют внутримолекулярные геометрические или структурные изменения. Проводят реакции, в ходе которых один изомер переходит в другой. )

EC 5.3 Intramolecular Oxidoreductases (внутримолекулярные оксидоредуктазы - ферменты, катализирующие лежащие в основе биологического окисления реакции, сопровождающиеся переносом электронов с восстановителя на окислитель)

EC 5.3.1 Interconverting Aldoses and Ketoses (взаимопревращения альдоз и кетоз)

EC 5.3.1.9 glucose-6-phosphate isomerase (глюкозо-6-фосфат-изомереза - катализ внутримолекулярных структурных перестроек глюкозо-6-фосфата)

Reaction: D-glucose 6-phosphate = D-fructose 6-phosphate

=
D-glucose 6-phosphate ------------------->D-fructose 6-phosphate

Так же катализирует реакцию аномеризации D-глюкозо-6-фосфата.

Определение метаболических путей, в которых участвует фермент.

Имя локуса гена белка G6PI_ECOLI - b4025. В БД KEGG проведем поиск гена по названию его локуса.

Найденные метаболические пути:
eco00010  Glycolysis/Gluconeogenesis - Гликолиз / Глюконеогенез      
eco00030  Pentose phosphate pathway - Пентозофосфатный путь      
eco00500  Starch and sucrose metabolism - Метаболизм крахмала и сахарозы      
eco00520  Amino sugar and nucleotide sugar metabolism - Метаболизм аминосахаров и фосфорных эфиров нуклеозидов
eco01100  Metabolic pathways - Метаболические пути  
Карта пути гликолиз/глюконеогенез

Поиск в KEGG структурных формул дезоксицитидина и тимина

Откроем страницу оглавления KEGG. Найдем ссылку на базу данных химических соединений (KEGG LIGAND). Проведем поиск по каждому из заданных веществ.

дезоксицитидин
Английское название: deoxycytidine
Идентификатор соединения: C00881  
Структурная формула:  
тимин
Английские название: Pyruvate  
Идентификатор соединения: C00178  
Структурная формула:  
Метаболический путь от дезоксицитидина к тимину

В БД KEGG Pathway был использован инструмент "Color objects in pathways".

Выбранная цепочка ферментативных реакций:
путь: метаболизм пиримидина
цепочка: дезоксицитидин ----> тимин

Был выбран наиболее короткий путь. В данном случае возможен путь только от дезоксицитидина к тимину, но не наоборот. Красный цвет - начало пути - дезоксицитидин, желтым - промежуточные соединения, зеленый - конец пути - тимин.
Карта метаболического пути между дезоксицитидином и тимином

Сравните метаболические пути у разных организмов

Был проведен поиск полученной цепочки ферментативных реакций пируват → глицерат и глицерат → пируват в различных организмах. Результаты представлены в виде таблицы:

Возможность цепочки: пируват → глицерат и глицерат → пируват - в разных организмах с известными полными геномами.

Организм Возможна ли цепочка реакций
(да/нет/неизвестно) Обоснование

Escherichia coli K-12 MG1655 да присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций

Archaeoglobus fulgidus нет неизвестен ген фермента, катализирующего 1-ю стадию (EC 2.7.1.74)

Arabidopsis thaliana нет неизвестен ген фермента, катализирующего 5-ю стадию (EC 2.4.2.6)

Homo sapiens да присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций

Сравните ферменты из далеких организмов
Был задан EC-код: 2.7.1.36
С помощью одного запроса к SRS нашли ферменты с заданным EC-кодом у человека и археи Archaeoglobus fulgidus (окончание имени "_ARCFU").

Опция использования маски (Use wildcards) была снята, чтобы находились только ферменты с кодом 2.7.1.36, а не 2.7.1.36*, так как теоретически возможны порядковые номера вида 36X, где X - цифра.
([uniprot-ECNumber:2.7.1.36*] & ([uniprot-ID:*_human*] |  [uniprot-ID:*_ARCFU*]))   
Нашлось 2 белка, один из которых принадлежат археям, а один - человеку: KIME_ARCFU и KIME_HUMAN
Сравнение доменной организации найденных белков

идентификатор белка доменная организация координаты доменов

KIME_ARCFU GHMP_kinases_N 78 - 145
GHMP_kinases_C 182 - 274

KIME_HUMAN GHMP_kinases_N 130 - 212
GHMP_kinases_C 290 - 366

Поиск ортологов
KIME_ARCFU:

Name: mvk

Ordered Locus Names: AF_2289

Лучший ортолог для белка архей KIME_ARCFU -rcu:RCOM_1431350 из организма Ricinus communis - Клещевина обыкновенная.
Процент совпадения: 33% Длина выравнивания: 388 аминокислотных остатка.

Лучший ортолог для человеческого белка KIME_HUMAN -tpe:Tpen_0891 из организма Thermofilum pendens.
Процент совпадения: 32,3% Длина выравнивания: 386 аминокислотных остатка.

Несмотря на дальность организмов, оба ортолога сохранили ферментативную функцию исходных белков (EC:2.7.1.36 ).