Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.cmm.msu.ru/~ipoverennaya/term4/function.html
Дата изменения: Fri May 28 17:25:35 2010
Дата индексирования: Tue Oct 2 14:04:28 2012
Кодировка: Windows-1251
Ферменты и метаболические пути

Занятие 8. Функции, продолжение. Ферменты и метаболические пути.

  1. Объяснение кода фермента NadB_Ecoli.

    ЕС код: 1.4.3.16
    Расшифровка кода:
    1. EC 1 Oxidoreductases (Оксидоредуктазы)
    2. EC 1.4 Acting on the CH-NH2 group of donors (действует на CH-NH2 группу донора)
    3. EC 1.4.3 With oxygen as acceptor (Акцептором выступает кислород)
    4. EC 1.4.3.16 L-aspartate oxidase (L-аспартатоксидаза)

    L-аспартатоксидаза катализирует две реакции: 
    1) L-aspartate + O2 = iminosuccinate + H2O2


    2) L-Aspartate + H2O + Oxygen <=> Oxaloacetate + NH3 + H2O2

  2. Определение метаболических путей, в которых участвует фермент L-аспартатоксидаза.

    В БД KEGG был проведен поиск гена фермента L-аспартатоксидазы по названию его локуса (b2574). По результатам поиска было найдено 3 метаболических пути, ассоциированные с изучаемым геном nadb: 
    eco00250  Alanine, aspartate and glutamate metabolism 
          (метаболизм аланина, аспартата и глутамата)
eco00760  Nicotinate and nicotinamide metabolism 
          (метаболизм никотинатов и никотинамидов)
eco01100  Metabolic pathways (общий метаболический путь)
    (eco:***** - идентификатор KEGG)
    Карта метаболизма аланина, аспартата и глутамата

  3. Поиск в KEGG структурных формул L-цистеина и тиамина.

    Поиск проводился в базе химических соединений KEGG LIGAND.
    1) L-цистеин
    Русское название: L-цистеин
Английские название: L-Cysteine
Идентификатор соединения: C00097 
Структурная формула:

    2) тиамин
    Русское название: Тиамин
Английские название: Thiamine
Идентификатор соединения: C00378
Структурная формула:

  4. Метаболический путь от L-цистеин к тиамину

    5. В БД KEGG Pathway был проведен поиcк метаболического пути между L-цистеином и тиамином с помощью инструмента "Color objects in pathways". В результате было найдено 11 путей, только в 2 из которых были оба вещества: 
    ko00730 Thiamine metabolism (2)
ko01100 Metabolic pathways (2)
    Из них была выбрана первая цепочка ферментативных реакций (так как ko01100 Metabolic pathways содержит в себе ko00730 Thiamine metabolism):

    путь: метаболизм тиамина
    цепочка: L-цистеин → тиамин

    Карту метаболического пути между L-цистеином и тиамином можно посмотреть здесь (источник)
    Красным обозначен L-цистеином, желтым - промежуточные соединения, а зеленым - тиамин.

  5. Сравнение метаболических путей у разных организмов

    6. Был проведен поиск полученной цепочки ферментативных реакций L-цистеин → тиамин в различных организмах. Результаты представлены в таблице.

    Возможность цепочки: L-цистеин → тиамин - в разных организмах с известными полными геномами.
    Организм Возможна ли цепочка реакций
    (да/нет/неизвестно)    		 Обоснование
    Escherichia coli K-12 MG1655 да присутствуют все ферменты, необходимые для осуществления цепочки реакций
    (источник)
    Archaeoglobus fulgidus нет из 7 необходимых ферментов найдены гены только для трех
    (источник)
    Arabidopsis thaliana нет из 7 необходимых ферментов найдены гены только для двух
    (источник)
    Homo sapiens нет из 7 необходимых ферментов найдены гены только для двух
    (источник)

    Как видно, цепочка L-цистеин → тиамин полностью представлена только в Escherichia coli K-12 MG1655, для всех остальных организмах не хватает большинства необходимых ферментов. Карты метаболического пути между L-цистеином и тиамином в данных организмах можно посмотреть, если пройти по ссылке "источник" в соответствующей строчке.

  6. Сравнение ферментов из далеких организмов

    1. С помощью одного запроса к SRS были найдены ферменты с ЕС кодом 2.7.4.3 у человека (human) и археи Archaeoglobus fulgidus (arcfu). По результатам поиска выяснилось, что у данной археи есть две разных (т.е. не совпадающих на 100%) последовательностей с таким ЕС кодом (KAD_ARCFU и KAD6_ARCFU), а у человека 7.
      Запрос: 
      ([uniprot-ECNumber:2.7.4.3] & ([uniprot-ID:*_ARCFU] |  [uniprot-ID:*_HUMAN]))
    2. В режиме SW_InterProMatches просмотра находок были сравнены доменные организации (по PFAM) найденных белков. Для белка KAD6_ARCFU PFAM-домена не оказалось. Среди остальных наиболее похожими по доменной структуре оказались KAD_ARCFU c KAD2_HUMAN и KAD4_HUMAN, имеющие два домена PF00406 и PF05191 (аденилат-киназа и краевой домен активного центра аденилат-киназы - adenylate kinase и adenylate kinase, active site lid domain). Наиболее различающимися являются белки KAD_ARCFU и KAD6_HUMAN, который имеет домен PF00004 (АТФаза - ATPase, AAA-type, core). Для дальнейшей работы были выбраны белки KAD_ARCFU и KAD2_HUMAN.
    3. С помощью инструментов KEGG были проведен поиск лучшего ортолога из архей для белка KAD2_HUMAN (ген hsa:204), а для архейного белка KAD_ARCFU (ген afu:AF0676) – лучшего ортолога у эукариот.
      Первым в списке найденных хитов для KAD2_HUMAN: 
      apo:Arcpr_1334  adenylate kinase (EC:2.7.4.3) Archaeoglobus profundus
% идентичности - 0.460; длина выравнивания 211.
      Однако в 10 лучших хитов (на 3 месте) также входит: 
      afu:AF0676 adenylate kinase (EC:2.7.4.3), Archaeoglobus fulgidus
% идентичности - 0.450; длина выравнивания 211.
      Первым в списке найденных хитов для KAD_ARCFU: 
      ame:727178 similar to adenylate kinase 2 isoform a, Apis mellifera (медоносная пчела)
% идентичности - 0.514; длина выравнивания 218.
      В списке находок есть и KAD2_HUMAN (hsa:204), однако он не входит в 10 лучших ортологов: 
      hsa:204 adenylate kinase 2 (EC:2.7.4.3), 	Homo sapiens 
% идентичности - 0.450; длина выравнивания 211.
      Заметим, что в данном списке очень много гипотетических белков.
      Как видно, ферменты EC:2.7.4.3 (аденилат-киназа) очень схожи даже для таких далеких организмов,
      как человек и Archaeoglobus fulgidus.
Меню
· Главная
· Результаты исследований
· Семестры
· Полезные ссылки
 · Контакты
© Ирина Поверенная, 2008