Практикум 7

Практикум 7. Базы данных

Human Protein Atlas

В данном практикуме я буду анализировать выданный мне список генов. Для начала я решил посмотреть названия и функции некоторых белков в Human Protein Atlas и UniProt. Human Protein Atlas - это программа, созданная с целью составления карты всех белков человека в клетках, тканях, органах, включающая также визуализацию белков, протеомику, транскриптомику, и системную биологию. По их названиям и функциям можно сразу сказать, что они участвует в метаболизме углеводов. Также заметил, что некоторые из генов (например AMY1A, AMY1B и AMY1C) кодируют белки с одинаковой аминокислотной последовательностью.

STRING

Посмотрим как связаны эти белки между собой и проверим наше предположение об их функции.

Рис.1.Выдача STRING - граф взаимодействий белков. Почти все гены связаны линиями салатового и голубого цветов, что говорит о том, что они часто упоминаются вместе в текстах и взяты из курируемых баз данных. Немало наблюдается совместной экспрессии (черная) и экспериментально определенных (сиреневая). Также есть гомология белков (светло-голубая), слияние генов (красная) и генная ко-локализация (синяя).

Рис.2.Выдача STRING - граф взаимодействий белков. Толщина ребра отражает достоверность связи (учитывались все источники знания о взаимодействиях). Количество узлов - 35, количество ребер - 362, средняя степень узла - 20.7, P-value обогащения PPI - <1.0e-16.

На вход было подано 36 белков для организма "Homo sapiens", количество узлов - 35.Программа не нашла "GBA3" в "Homo sapiens", хотя для других организмов он есть. В NCBI для "Homo sapiens" этот белок нашелся.

Видно, что все белки, кроме двух ("AMY1C", "AMY1A"), тесно взаимосвязаны между собой. Это упомянутые ранее пространственные изоформы белка AMY1B. Также для этих двух белков не представлены 3D-модели.

Если посмотреть функциональное обогащение сети, то можно увидеть следующие биологические процессы (Gene Ontology): катаболический процессдисахаридов, глюкана, гликогена, клеточных полисахаридов; KEGG Pathways: метаболизм крахмала и сахарозы биосинтез неомицина, канамицина и гентамицина, метаболизм галактозы, переваривание и усвоение углеводов.

Reactome

Рис.3. Карта, полученная с помощью сервиса Reactome, для списка генов. Чем темнее желтый, тем больше P-value.

Видно, что данные белки участвуют не только в метаболизме белков, но и в метаболизме белков и витамана В2 и В5, генной экспрессии, врожденной имунной системе, усвоении пищевых углеводов.

Рассмотрим метаболизм углеводов.

Рис.4. Метаболизм углеводов.

Рис.5. Метаболизм глюкозы и гликогена.

Рис.6. Таблица с различными путями.

В базе данных KEGG нашел метаболический путь Гликолиз / Глюконеогенез, в котором участвует некоторые белки из моего списка.

Рис.7. Метаболический путь Гликолиз / Глюконеогенез.

Выводы

Белки из моего списка участвуют в раличных важных процессах, но главным образом они участвуют в метаболизме. В частности, я рассмотрел метаболизм глюкозы и гликогена, в котором принимает участие значительная часть белков из моего списка.