Четвертый семестр

Метаболические пути. KEGG.

Задача — определить, с какого вещества начинается биосинтез гистидина?

1. Поиск графических формул и идентификаторов заданных низкомолекулярных веществ в KEGG.

   На главной странице Биоинформатического Центра Института Химический Исследований Университета Киото нашла ссылку на БД химических соединений и реакций.
   Провела поиск по названию вещества: Histidine. Идентификатор: C00135
   Название: L-Histidine; (S)-alpha-Amino-1H-imidazole-4-propionic acid (L-гистидин; (S)-альфа-амино-1H-имидазол-4-пропионовая кислота)
   Формула:
   
   

Поиск метаболического пути. Выделение цветом пути превращения заданных веществ.

На главной страничке перешла в "Table of contents", при помощи программы для раскрашивания объектов на метаболических картах, по идентификатору C00135, указав, чтобы его отметили красным цветом. Из предложенных метобалических карт выбрала map00340 Histidine metabolism.(Метаболизм гистидина)

На карте существуе 4 пути синтеза гистидина, но из них только один синтез начинается из вещества извне, поэтому выбрали его.

Далее ввели запрос:

C00135 red
2.4.2.17 yellow
3.6.1.31 yellow
3.5.4.19 yellow
5.3.1.16 yellow
2.4.2.- yellow
4.2.1.19 yellow
2.6.1.9 yellow
3.1.3.15 yellow
1.1.1.23 yellow
1.1.1.23 yellow

Таким образом, выделила выбранные ферменты желтым цветом, а гистидин красным.



Исследование выбранного метаболического пути

• Синтез гистидина идет в 10 этапов, в нем участвуют 10 ферментов, а начинается синтез с 5-фосфо-D-рибозил-1-пирофосфата, который синтезируется в пентофосфатном пути. Охарактеризуем первые три. Первая реакция практически обратимая, а вотрая и третья необратимы. Затем перевела карту в режим "Reference pathway (Reaction)".

Возможный путь синтеза гистидина.

Этап	Ферментативная реакция	Фермент
1	Phosphoribosyl-ATP + Pyrophosphate <=> ATP + 5-Phospho-alpha-D-ribose 1-diphosphate	EC 2.4.2.17
2	Phosphoribosyl-ATP + H2O <=> Phosphoribosyl-AMP + Pyrophosphate	EC 3.6.1.31
3	Phosphoribosyl-AMP + H2O <=> 5-(5-Phospho-D-ribosylaminoformimino)-1-(5-phosphoribosyl)- imidazole-4-carboxamide	EC 3.5.4.19



• Определение, возможна ли выбранная цепочка реакций у конкретных организмов.

  Организм	Возможен ли синтез гистидина из пирофосфата по данным KEGG ?	Краткое обоснование
  Homo sapiens	Нет	Неизвестны гены всех ферментов, катализирующих все стадии, кроме 2.4.2.17.
  Escherichia coli	Да	Известны гены всех ферментов, катализирующих все стадии.
  Pseudomonas aeruginosa PAO1	Нет	Известны гены всех ферментов, катализирующих все стадии, кроме 3.1.3.15.
  Methanococcus janaschii	Нет	Известны гены только 3.6.1.31, 3.5.4.19, 5.3.1.16, 2.4.2.- ферментов.

Таким образом, по данным KEGG, биосинтез гистидина начинается с 5-фосфо-D-рибозил-1-пирофосфата.

---

©Лавыш Дарья