STRING

Мне было дано 5 белков: GLUD1, GLUD2, GLS2, DGLUCY, GLS. Сначала я попробовать сайт STRING. Сайт устроен он очень удобно:

af
Рис.1 Сайт STRING, на вход возможно подать список белков (или загрузить файл), а также указать организм

На сайте возможно сразу ввести список белков и выбрать организм (Human), что я и сделала.

af
Рис.2 Результаты сайта STRING
af
Рис.3 Варианты результатов

По введеным белкам выдается информация, разделенная на 8 типов:

  • Network - вариант по умолчанию, представлен в виде схемы из узлов и ребер, отображает все связи, найденные между данными белками (Красиво и классно).
  • Experiments - показывает записи об экспериментах с участием этих белков.
  • Databases - выдает информацию по метаболическим путям, белковым комплексам, пути передачи сигналов и т.д. и т.п.
  • Textmining - находит публикации, где упоминаются введенные белки.
  • Cooccurrence - содержит информацию по совместную встречаемость в геномах.
  • Coexpression - показывает какие белки связаны коэкспрессией и с какой степнью уверенности.
  • Neighborhood - выдает группы генов, которые часто оказываются в геномном окружении друг друга.
  • Fushion - показывате гены, которые иногда в отдельные открытые рамки считывания.

Помимо этого, по каждому белку можно также посмотреть информацию (функцию, стркутуру, идентификатор в других базах данных и т.д.):

  • GLUD1 - митохондриальная глутаматдегидрогеназа, превращающая L-глутамат в альфа-кетоглутарат, может участвовать в реакциях обучения и памяти за счет увеличения оборота возбуждающего нейромедиатора глутамата.
  • GLUD2 - митохондриальная глутаматдегидрогеназа 2, важна для повторного использования главного возбуждающего нейромедиатора, глутамата, во время нейротрансмиссии.
  • GLS - почечная изоформа глутаминазы, катализирует первую реакцию в основном пути почечного катаболизма глутамина. Играет важную роль в поддержании кислотно-щелочного гомеостаза. Регулирует уровень нейромедиатора глутамата, основного возбуждающего нейромедиатора в головном мозге
  • GLS2 - митохондриальная изоформа глутаминазы печени, играет важную роль в регуляции катаболизма глутамина. Способствует митохондриальному дыханию и увеличивает выработку АТФ в клетках, катализируя синтез глутамата и альфа-кетоглутарата. Может играть важную роль в предотвращении распространения опухоли.
  • DGLUCY - митохондриальная D-глутаматциклаза, которая преобразует D-глутамат в 5-оксо-D-пролин.

Мои результаты были представлены в виде такой схемы:

af
af
Рис.4 Мои результаты

Таким образом белки GLUD1 и GLUD2 связаны во всех исследуемых направлениях (coexpression, textmining, experiments и т.д.). Такие же связи были найдены между GLS и GLS2, кроме коэкспрессии. В базах данных есть информация о связи всех белков, за исключением GLUD1 и DGLUCY и GLUD2 и DGLUCY.

Reactome

Далее я решила залезть в Reactome и посмотреть метаболические пути, где участвуют мои белки. На этом сайте, помимо карты метаболических путей, можно есть карта болезней, связанные с данными белками, инструменты анализа и документация по белками.

af
Рис.5 Reactome

Сайт показывает карту метаболических путей и какое место на ней занимает исследуемый белок. На вход подается название белка или их список. В ответ сайт показыват список метаболических путей, в которых они участвуют, выбрав один, мы увидим карту и место белка на ней.

af
Рис.6 Reactome карта

Так белок GLUD2 участвует в глутамат-глутаминовом метаболизме, митохондриальном биогенезе. GLUD1 помимо этого участвует в митохондриальной деградации белков. GLS, как и GLS2, необходим в цикле высвобождения нейромедиатора. Хотя GLS2 также необходим для регуляции TP53 регуляции. В ответ на DGLUCY, сайт не выдал никакой информации, поэтому я ввела D-glutamate cyclase, mitochondrial-like. В итоге он нашел Guanylate cyclase, soluble, которая участвует гомеостазе тромбоцитов и сокращении гладких мышц.

af
Рис.7 GLUD1 в митохондриях

Вывод:

В целом мне очень работать с этими базами данных. STRING позволяет быстро найти все возможные взаимосвязи между белками, а Reactome позволяет проследить их роль в метаболических путях. Мои белки работают в митохондриях. Исходя из информации с сайта Reactome: GLUD1, GLUD2 - участники глутамат-глутаминового метаболизма, а так как глутамат является нейромедиатором (из него также получают ГАМК), вполне логично предположить связь между GLUD1, GLUD2 и GLS, GLS2, которые необходимы для высвобождения нейромедиатора. Так же, раз GLS и GLS2 выполняют по сути регуляторную функцию, высвобождая нейромедиатор, было бы логично, если их работа была бы связана с DGLUCY, участвующим в сокращения мышц и гомеостазе тромбоцитов. Эти предположения, основанные на функции белков подтверждаются данными STRING.