На главную страницу четвертого семестра

Занятие 7. Метаболические пути. KEGG.

Задача - определить, существует ли метаболический путь "Биосинтез фенилаланина из фосфоенолпирувата"

Информация о фенилаланине и фосфоенолпирувате в KEGG.

	Фенилаланин	Фосфоенолпируват
Английское название	L-Phenylalanine; (S)-alpha-Amino-beta-phenylpropionic acid	Phosphoenolpyruvate; Phosphoenolpyruvic acid; PEP
Идентификатор записи	C00079	C00074
Формула

.

Поиск проведен в БД химических соединений и реакций Биоинформатического Центра Института Химических Исследований Университета Киото.

Для вещества фенилаланин существуют три записи: фенилаланин, L-фенилаланин и D-фенилаланин.

В записи C00074 (фосфоенолпируват) в поле Pathway указан метабоический путь "Биосинтез фенилаланина, тирозина и триптофана" (map00400), в котором задействован фосфоенолпируват.

Поиск метаболического пути.

В оглавлении выбираем программу для раскрашивания объектов на метаболических картах. Подаем программе запрос, содержащий идентификаторы соединений. Карта, на которой представлены оба соединения,- "Биосинтез фенилаланина, тирозина и триптофана" (map00400), находим на ней цепочку ферментативных реакций для данного превращения и подаем программе новый запрос, содержащий идентификаторы соединений и задействованные в превращениях ферменты.

Картинка, на которой изображен выбранный путь (не вся карта). Выбранные ферменты выделены желтым цветом, заданные соединения - красным. Некоторые стадии процесса катализируются несколькими ферментами (выделены оранжевым), причем в кодах EC у них совпадают первые три цифры (в стадии, катализируемой ферментами групы 2.6.1, присутствует фермент с кодом 1.4.1.20, деаминирующая оксиредуктаза, поскольку для него трансаминирование является обратной реакцией). Последние две стадии (декарбоксилирование и трансаминирование) могут меняться местами, при этом ферменты не меняются, а меняется только лиганд (глутамат на аспартат) и превращение становится необратимым (судя по направлению стрелок на карте), хотя в описании ферментов эти превращения представлены как обратимые (отмечено зеленым). Некоторые ферменты данного пути задействованы и в других реакциях карты.



Исследование выбранного метаболического пути

• Описание выбранного пути

  Общее число этапов - 10. Опишем первые три. Получилась цепочка превращений.

Возможный путь превращения фосфоенолпирувата в фенилаланин.

Этап	Ферментативная реакция	EC фермента
1	Phosphoenolpyruvate + D-Erythrose 4-phosphate + H2O <=> 2-Dehydro-3-deoxy-D-arabino-heptonate 7-phosphate + Orthophosphate	2.5.1.54
2	2-Dehydro-3-deoxy-D-arabino-heptonate 7-phosphate <=> 3-Dehydroquinate + Orthophosphate	4.2.3.4
3	3-Dehydroquinate <=> 3-Dehydroshikimate + H2O	4.2.1.10



• Осуществимость выбранной цепочки реакций у конкретных организмов.

  Организм	Возможно ли превращение фосфоенолпирувата в фенилаланин по данным KEGG?	Краткое обоснование
  Homo sapiens	Нет	По данным KEGG у человека кодируются только два фермента, катализирующие последнюю стадию пути. То же самое и с биосинтезом тирозина. Эти две аминокислоты могут переходить друг в друга или присоединяться к тРНК (описаны гены соответствующих ферментов). Для других реакций карты ферменты не описаны.
  Escherichia coli	Да	Как и для тирозина с триптофаном. Зато не описан фермент, катализирующий реакцию взаимного превращения фенилаланина и тирозина.
  Pseudomonas aeruginosa PAO1	Да	Как и для тирозина с триптофаном. Возможна реакция взаимного превращения фенилаланина и тирозина.
  Methanococcus janaschii	Нет (?)	Не описаны гены ферментов для трех стадий из десяти. Видимо, они все же существуют, поскольку промежуточные реакции осуществимы.

Дополнительные упражнения

1. В режиме "Reference map (KO)" некоторые ферменты выделены синим, а некоторые остаются белыми. Синим (вернее фиолетовым) выделены ферменты, для которых существует записи KO (KEGG Orthology); если по такому ферменту кликнуть, то отобразится запись с описанием названия фермента, реакции и т.д. Для "белых" ферментов такой записи нет (хотя есть, например, код EC), и по ним нельзя кликать. Для данной карты всего один "белый" фермент.
2. У Escherichia coli K-12 по данным KEGG есть путь биосинтеза фенилаланина из фосфоенолпирувата, поэтому оценим возможности KEGG на примере белка deoC.
   • при поиске в .................(название раздела энциклопедии) по запросу ..........можно получить...................(характер информации, одна фраза!). гиперссылка на страничку энциклопедии или на страничку выдачи.
   • при нажатии кнопки.............на страничке...............можно получить.................

©Хайруллин Альберт