Практикум 11.

Сатанинские приключения с витаминами.

Получив файл с идентификаторами генов, я на него посмотрел. Первое, что бросается в глаза - наличие 6 идентификаторов, начинающихся с ACP. Это всё - различные фосфотазы (ферменты, гидролизующие сложноэфирную связь с отщеплением фосфата от субстрата). Стало интересно, не включены ли остальные белки в какой-нибудь метаболический путь и вообще, как они связаны между собой. Чтобы это узнать, я решил воспользоваться средствами базы данных String.

Загрузив туда свой список, я получил следующую картинку:

cringe
Рисунок 1. На рисунке показан граф, полученный с помощью String. Обозначения: чёрное ребро - коэкспрессия, зелёное - соседство генов, голубое и розовое - свидетельство о взаимодействии (из курируемых БД и определённые экспериментально соответственно), сиреневое - гомология белков.

Сразу бросается в глаза сходство графа с сатанинским сигилом - официальным символом Церкви Сатаны. Ну и с пентограммой Пенроуза:

cringecringe
Рисунок 2. Слева: сатанинский сигил. Справа: пентограмма Пенроуза. Кстати, всего в списке 13 идентификаторов.

По крайней мере, видно, что что-то тут нечисто и белки, образующие пентаграмму, тесно связаны (даже коэкспрессируются). Чтобы понять, в каких именно процессах они взаимодействуют, я решил воспользоваться базой Reactome. Загрузив туда список ID, я получил карту следующего вида:

cringecringe
Рисунок 3. Сверху: полная карта. Снизу: самый ярко-жёлтый кусочек куска про метаболизм - про метаболизм кофакторов. Оттенками жёлтого показано p-value для каждой группы.

По рисунку 3 видно, что наиболее обогащена группа белков, участвующих в метаболизме водорастворимых витаминов, а в особенности - витамина B2 или рибофлавина. На рисунке ниже показана структура рибофлавина и упрощённая схема его метаболизма из статьи:

cringecringe
Рисунок 4. Слева: структура рибофлавина. Справа: упрощённая схема его метаболизма в клетке.

Посмотрим теперь, какие из наших белков как участвуют в этом процессе. Для этого воспользуемся функциями Reactome:

cringe
Рисунок 5. Схема метаболизма B2 с покрашенными в оливковый цвет "нашими" белками.

Получается, что почти все ключевые белки, участвующие в метаболизме рибофлавина - в нашем списке (исключение составляют мембранные транспортеры, которых у нас нет).

Ну и напоследок решил посмотреть на то, как различаются уровни экспрессии двух ферментов из списка, катализирующих последовательные реакции: RFK и FLAD1:

cringecringe
Рисунок 6. Сверху: потканевая экспрессия RFK; снизу - для FLAD1. Картинка получена с помощью Protein atlas. Интересно, что у RFK значительный уклон в сторону органов пищеварения (синие) по сравнению с FLAD1. Думаю, это может быть связано с тем, что весь поступивший с пищей рибофлавин должен быть переведён в FMN, но не весь FMN нужно переводить в FAD.
cringe