Практикум 7

Базы данных KEGG и GO

Имеется список генов. Большинство названий мне ни о чем не говорят, но несколько знакомых белков я все же нашла. Это ДНК-метилазы и глутатион синтетаза. Хм, что может быть общего? У меня нет идей, разве что глутатион синтезируется из аминокислот и донор метильной групп метилаз — S-аденозил метионин, те наблюдается какая-то связь с метаболизмом аминокислот. Всего в списке 50 генов. Анализировать его я буду при помощи баз данных GO, Reactome и STRING.

GO

Эта база данных представляет собой граф биологических терминов. Чтобы проанализировать список генов, я провела анализ обогащения, который показывает какие термины чрезмерно представлены в анотациях у этих генов. Сначала я решила посмотреть на термины, касающихся биологических процессов. Я получила такую выдачу:

megablast Рис. 1. Выдача анализа обогащения. Представлена только часть выдачи, конкретно на картинке можно отметить, что есть гены связанные с метаболизмом НАДа и глюконеогенезом
Гены из списка вероятно участвуют в разных процессах: метаболизм NAD, глюконеогенез, метаболизм пирувата, катаболизм аминокислот, регуляция дифференциации гладких мышц, синтез глутатиона и др Отфильтровав находки по p-value, я отметила, что самые достоверные находки касаются метаболизма аминокислот.

Проделав этот же анализ, но для функции гена, я обнаружила, что почти все функции связаны с метаболизмом аинокислот. Кроме того, еще встречались термины о связывание витамина B6.
megablast Рис 2. Выдача анализа обогащения для функции гена. Видно, что все представленное так или иначе связано с метаболизмом аминокислот или их производными.

Reactome

С помощью базы данных Reactome также можно посмотреть на биологические процессы, в которых участвуют гены. Я получила похожие результаты (много генов связано с метаболизмом аинокислот):

megablast Рис 3. Выдача Reactome. Общий вид.


megablast Рис 4. Выдача Reactome. Самый яркий кластер из выдачи и качается он метаболизма. В частноти, видно, что много генов участвуют в метаболизме аминокислот.

Кроме того, я узнала, что присутствуют белки, метилирующие ДНК, а также ферменты участвующие в сумоилирование. Некоторые гены из списка связаны с различными метаболическими заболеваниями, по большей части с теми, что связаны с нарушенем ферментов осуществляющие окислительно-восстановительные реакции. При более подробном рассмотрение, я выяснила, что эти заболевания также связаны с метаболизмом аминокислт (гиперметионинемия, недостаточноть глутатиона, недостаточность метионин аденозилтрансферазы и др).

STRING

С помощью базы STRING можно узнать, связаны ли между собой белки.

megablast Рис 5. Граф физических взаимодействий.

Я оставила только грани, проведенные между физически взаимодействующими белками. Белки разбились на группы. Можно проследить, например, как взаимодействуют белки метилирования (каждый с каждым). Самая длинная цепочка отвечает за метаболизм аминокислот, возможно эти белки катализируют последовательные реакции, поэтому взаимодействуют.

Выводы

Я думаю указанные белки участвуют в метаболизме аминокислот и в процессах, где необходимы они или их производные. Примеры таких процессов — метилирование ДНК, синтез глутатиона, малат-аспартатный челнок, деградация цистеина и гомоцистеина и другие процессы.