遺伝子による代謝物質の制御に関する知識の体系化

关于基因调节代谢物的知识的系统化

• 批准号: 08283211
• 负责人: 西岡 孝明
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08283211/
• 关键词: ゲノム; 酵素; 代謝; データベース; 代謝物質; 化合物辞書; 遺伝子; 酵素反応

ある生物種のゲノムにコードされている遺伝子から高次な生物活動を精度よく推定するためには、遺伝子産物の機能の相互関係を網羅的に表現した知識データベースを構築しなければならない。本研究課題ではゲノムから代謝活動を推定することを目的として、いろいろな生物種についてこれまで生化学的に観察された代謝経路を全て統合した代謝経路マップ(PATHWAY)と、そこに経路として表現されている反応の種類、基質や生成物など物質の関係を記述した代謝反応データベース(REACTION)を作成することにした。そこで、代謝活動を8つのカテゴリーにわけてPATHWAYを88面作成した。代謝反応における基質と生成物の関係にある物質を直線で結び、その反応を触媒する酵素が明らかにされている場合はそのEC番号を記入した。番号が記入されている2,255経路については、REACTIONに化学反応式として登録した。そしてこれら2つのデータベースは酵素反応データベース(LIGAND)とEC番号を介してLinkDBによってリンクさせて相互参照できるようにした。また、REACTIONにあらわれた代謝物質4,849化合物について、慣用名や化学構造式、CAS番号などを化合物辞書COMPOUNDに登録した。このようにして作成したデータベースを用いると、任意の2つの物質を与えられた場合に、それらをつなぐ代謝経路の予測精度や速度が格段に向上した。さらに、H.influenzaeなどゲノム全塩基配列が決定されている生物種について、同定された酵素遺伝子から代謝活動の再構築を試みたところ、細胞増殖に必要な代謝経路を正しく表現していることが確認された。このような結果は、PATHWAYやREACTIONが、知識データベースとして求められる生物機能の網羅性を備えていることを示している。これらは、インターネットをとおして世界中から利用されている。

为了从某个物种的基因组中编码的基因准确估算高阶生物学活性，必须构建知识数据库，以全面地表达基因产物功能的相互关系。为了估计基因组的代谢活性，我们决定创建一个代谢路径图（途径），该图像整合到迄今为止各种物种迄今观察到的所有代谢途径，以及描述作为途径表达的反应类型的代谢反应数据库（反应），以及类似物质之间的关系以及诸如底物和产物等物质之间的关系。因此，通过将代谢活动分为八个类别来创建88个途径。在代谢反应中具有底物产物关系的材料以直线连接，如果催化反应的酶显示出ec数，则输入了EC数。在反应中写入数量的2,255条路线被注册为化学反应公式。然后，通过LinkDB通过酶反应数据库（配体）和EC编号链接这两个数据库，以允许交叉引用。此外，在反应中出现的4,849种代谢物化合物的常规名称，化学结构公式，CAS数等在复合词典化合物中注册。使用以这种方式创建的数据库，鉴于任何两种物质已显着改善，将连接它们的代谢途径的预测准确性和速度得到了显着改善。此外，当试图从已鉴定的酶基因中重建具有整个基因组序列（例如流感嗜血杆菌）的生物体的酶基因的代谢活性时，已经证实它们正确地表达了细胞增殖所需的代谢途径。这些结果表明，途径和反应具有作为知识数据库所需的生物学功能的全面性。这些都是通过互联网在世界各地使用的。

项目成果

Goto 他: "Organizing and computing metabolic pathway data in terms of binary relations" Pacific Symposium on Biocomputing '97". 2. 175-186 (1997)

Goto 等人：“根据二元关系组织和计算代谢途径数据”太平洋生物计算研讨会97”。2. 175-186 (1997)