Четвёртый семестр

Метаболические пути. KEGG

Поиск проводился с помощью поисковой системы DBGET с главной странички Энциклопедии генов и геномов KEGG

Часть 1. Поиск реакции по субстратам и продуктам

Субстрат: D-Ribose 5-phosphate;
продукт: 5-Phospho-alpha-D-ribose 1-diphosphate.
Поиск проводился по полю reaction.

Результаты:

Часть 2. Описание случая, когда ферменты разного типа катализируют одну и ту же реакцию

Поиск вёлся по полю PATHWAY.

ЗапросСкодько нашлось
Glycolysis  424
Glycolysis / Gluconeogenesis   424
Glycolysis / Gluconeogenesis reference  3
Glycolysis / Gluconeogenesis map  1
Glycolysis / Gluconeogenesis reference map  1

Если задать в поиске по Pathway термин Glycolysis / Gluconeogenesis, находятся все пути KEGG, описывающие гликолиз и гликонеогенез, в том числе пути для каждого организма. При поиске со словом Reference мы получаем три пути (Reference pathway (KO), Reference pathway и Reference pathway (Reaction)) со ссылками на описание онтологий, ферментов и реакций соответственно. При поиске по Map выдаётся общая схема пути, совпадающая с Reference_pathway.

Путь: Glycolysis / Gluconeogenesis, выбранные ферменты, катализирующие одинаковую реакцию: EC 5.1.3.15 - EC 5.3.1.9

glycolysis-gluconeogenesis: EC 5.1.3.15 - EC 5.3.1.9

Сравнение ферментов:

 EC 5.1.3.15 EC 5.3.1.9
НазваниеГлюкозо-6-фосфат-1-эпимеразаГлюкозо-6-фосфатизомераза, фосфогексозоизомераза, ...
Системное названиеD-глюкозо-6-фосфат-1-эпимеразаD-глюкозо-6-фосфатальдегидокетонная изомераза
КлассИзомеразы
Рацемазы и эпимеразы
Действуют на углеводы и их производные
Изомеразы
Внутримолекулярные оксидоредуктазы
Внутреннее преобразование альдоз и кетоз
Реакцияalpha-D-glucose 6-phosphate = beta-D-glucose 6-phosphateD-glucose 6-phosphate = D-fructose 6-phosphate
Путигликолиз/гликонеогенезгликолиз/гликонеогенез
Пентозофосфатный путь
Метаболизм крахмала и сахарозы

Фермент с кодом 5.3.1.9 менее специализированный, он может выполнять изомерацию глюкозофосфата наряду с другими реакциями. Фермент с кодом 5.1.3.15 более специфичен для данной реакции.

Часть 3. Cравнение метаболических путей у разных организмов

Пути: Биосинтез лейцина из пирувата у человека и E.coli K-12 MG1655.

Карта: Valine, leucine and isoleucine biosynthesis - Reference pathway.

Изображение карты. Субстрат и продукт обведены красным. На пути синтеза кружочки, соответствующие промежуточным веществам, залиты зелёным.

Valine, leucine and isoleucine biosynthesis - Reference pathway

Синтез лейцина из пирувата протекает в 11 стадий. Пируват может образоваться из D-лактата, ацетил-КОА, L-малата, оксалоацетата, фосфоенолпирувата, 2-гидроксиэтилендикарбоксилата, ацетилендикарбоксилата или метилглиоксаля, а L-лейцин может превратиться в 4-метил-2-оксопентаноат, L-бета-лейцин или полимеризоваться в белок.

Это — карты метаболизма для E.coli. Субстрат и продукт обведены красным. Квадраты с кодом ферментов, которые есть у E.coli, залиты зелёным. Также зелёным выделены промежуточные вещества, которые могут использоваться.

Valine, leucine and isoleucine biosynthesis - Ecoli
Pyruvate metabolism - Ecoli

Это — карта биосинтеза лейцина для человека. Раскраска такая же, как и в предыдущем случае.

Valine, leucine and isoleucine biosynthesis - Human

Вывод: Биосинтез лейцина из пирувата возможен у Escherichia coli K-12 MG1655 двумя путями, тогда как у человека нет необходимых для этого ферментов. У человека синтез лейцина возможен лишь из 4-метоксил-2-оксопентаноата, либо человек должен получать его в готовом виде.