Мы перевели выбранную нами карту в режим Reference map (KO, KEGG ortholouges). В результате некоторые ферменты остались в белых окошках, некоторые оказались выделенными синим. Ссылок на ферменты в белых прямоугольниках нет, так как, вероятно, в KEGG нет информации относительно ортологов данных кодов ферментов. Для кодов ферментов в синих прямоугольниках есть ссылки. Все ферменты, которые мы указали, как участвующие в синтезе глутамата и глутамина, имеют ссылки. Рассмотрим фермент с кодом EС 3.5.1.2 (L-glutamine amidohydrolase, L-глутаминамидогидролаза). Ссылка ведет на запись K01425, в которой кроме всего прочего, приведен список генов, кодирующих белки из других организмов. Эти белки являются ортологами, то есть возникшими в результате видообразования и обычно выполняющими сходные функции. Таким образом, благодаря режиму Reference map (KO) можно найти информацию относительно того, у каких организмов сохранился данный фермент (если быть точнее, фермент с описываемой данным кодом функцией) и стадия биосинтеза, катализируемая этим ферментом. Также можно проследить насколько была незаменима и консервативна эта стадия метаболизма в процессе эволюции на основании числа организмов, у которых найден этот фермент.
Согласно данным KEGG у Escherichia coli K-12 отсутствуют ферменты с кодами 3.5.1.38 и 1.4.1.14, и, следовательно, невозможны пути синтеза:
L-Glutamine + H2O = L-Glutamate + NH3
2 L-Glutamate + NAD+ = L-Glutamine + 2-Oxoglutarate + NADH + H+
Рассмотрим, есть ли сведения об этих ферментах и путях синтеза в других ресурсах.
Мы произвели поиск данных ферментов в UniProt, однако ферменты, соответствующие данному коду, не были найдены. Далее мы произвели поиск в энциклопедии EcoCyc. Вначале в поле запроса мы ввели L-glutamine (L-asparagine) amidohydrolase (соответствует коду 3.5.1.38), находок не было. Затем можно было бы провести поиск по L-glutamine amidohydrolase и L-asparagine amidohydrolase. Запрос на первый белок выдал, как можно было предположить, запись о белке с кодом 3.5.1.2 (катализирует ту же реакцию, мы приводили этот фермент в обязательном задании). Поиск по второму названию не дал результатов. Тогда мы ввели L-asparagine в целях найти фермент, катализирующий реакцию как образования глутамата, так и аспартата из глутамина и аспарагина. Среди результатов были L-аспарагиназы I и II, которые катализируют только реакцию образования аспартата, но не глутамата. Была также найдена реакция, объединющая аспартат и глутамин и катализируемая глутамин-зависимой аспарагинсинтетазой (6.3.5.4):
 |
В EcoCyc фермента, катализирующего реакции превращения глутамат в глутамин и аспартат в аспарагин, найдено не было. Видимо, для Escherichia coli K-12 нет необходимости в ферменте, совмещающем две функции, для каждой из этих двух реакций у кишечной палочки существует свой определенный фермент: L-аспарагинаминогидролаза и L-глутаминамидогидролаза.
Если на выбранной карте метаболизма глутамата перейти в режим Reference map (KO), то в записи K05597 для фермента с кодом 3.5.1.38 приведен список только из 15 генов, кодирующих белки ортологи, из различных организмов (для сравнения, для 3.5.1.2, выполняющего ту же функцию, более 100 генов, кодирующих соответствующие белки). Видимо возникновение разных ферментов для катализа реакций образования глутамина и аспартата характерно не только для кишечной палочки.
Далее в EcoCyc мы провели поиск фермента с кодом 1.4.1.14. Поиск по названиям фермента результатов не дал, поэтому мы искали по слову L-glutamate. Среди выданных ферментов не был найден фермент с кодом, рассматриваемым нами. В KEGG аналогичная ситуация, что и с кодом 3.5.1.38. Если перейти в режим Reference map (KO), то для данного фермента есть три записи (K00267, K00268 - большая цепь, K00269 - малая цепь), где приведено суммарно восемь организмов, у которых изучен фермент с таким кодом. Таким образом, у Escherichia coli K-12 вместо глутаматсинтазы с NAD+ в качестве акцетора работает другой фермент с кодом 1.4.1.13 - глутаматсинтаза с NADP+ в качестве акцептора.
Из рассмотренных двух случаев трудно вывести каку-либо закономерность, но, тем не менее, видно, что у кишечной палочки не найдено ферментов, дублирующих работу других. Возможно и другое объяснение, эти белки на данный момент не обнаружены или не исследованы.