Практикум 5. База данных KEGG метаболических путей

Работа с KEGG PATHWAY.

Общие сведения о метаболизме азота

Рисунок 1. Карта метаболизма азота.


Карта лежит по ссылке, id map00910
Азот является биогенным, то есть важнейшим для живых организмов, элементом. В среде он содержится в виде неорганических соединений, и цикл азота в живых организмах как часть биогеохемического цикла азота в биосфере подразумевает его фиксацию, то есть перевод газообразного азота азотфиксирующими бактериями в доступную для метаболизма форму, непосредственно метаболизм и денитрификацию, то есть восстановление соединений азота до N2 или N2O денитрифицирующими бактериями и возвращение его в среду. Формально, в понятие метаболизма азота можно включить любые химические реакции с участием соединений, включающих азот, например метаболизм аминокислот и нуклеиновых кислот. Но мы говорим, что метаболизм азота связан со многими другими метаболическими путями, понимая под метаболизмом азота реакции низкомолекулярных азотсодердащих соединений, необходимых для образования более сложных молекул. На схеме показаны именно они. Синим цветом выделены молекулы, что связаны с соседними метаболическими путями, указанными на карте.

Метаболизм азота в разных доменах жизни

Рисунок 2. Метаболизм азота у homo sapiens.


Зеленым цветом отмечены стадии, которые способен осуществлять организм человека. Как видно, их набор очень ограничен, не образует целостной сети и даже не включает никаких окислительно-восстановительных реакций.

Рисунок 3. Метаболизм азота у azoarcus communis.


Azoarcus communis - это азотфиксирующя протеобактерия. Метаболизм азота внутри царства бактерий очень разнится. Azoarcus communis - не самый типичный пример бактерии, способной тем или иным путем осуществлять практически все превращения низкомолекулярных азотсодержащих соединений.

Рисунок 4. Метаболизм азота у metallosphaera sedula.

Metallosphaera sedula - необычная архея, осуществляющая метаболизм тяжелых металлов. Способность к метаболизму азота в разных группах архей тоже различается достаточно сильно. В целом, он менее полный, чем у бактерий, но может включать стадии, недоступные эукариотам. Metallosphaera sedula, например, способна сама переводить нитраты в л-глютамат, но не умеет фиксировать азот или обрабатывать гидразин.

Работа с KEGG REACTION

Реакция окисления аммиака до нитрита (восстановления нитрита до аммиака) в базе данных KEGG

Реакция лежит по ссылке, id R00787
Рисунок 5. Карта метаболизма азота с выделенными фиолетовым цветом стадиями, соответствующими данной реакции.



Рисунок 6. Схема реакции