KEGG - KEGG

KEGG
KEGG -databas logo.gif
Innehåll
Beskrivning Bioinformatikresurs för att dechiffrera genomet.
Organismer Allt
Kontakt
Forskningscenter Kyoto universitet
Laboratorium Kanehisa Laboratories
Primär citat PMID  10592173
Utgivningsdatum 1995
Tillgång
Hemsida www .kegg .jp
Webbtjänstens URL REST se KEGG API
Verktyg
webb KEGG Mapper

KEGG ( Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes ) är en samling databaser som behandlar genomer , biologiska vägar , sjukdomar , läkemedel och kemiska ämnen . KEGG används för bioinformatikforskning och utbildning, inklusive dataanalys inom genomik , metagenomik , metabolomik och andra omikstudier , modellering och simulering i systembiologi och translationell forskning inom läkemedelsutveckling .

KEGG -databasprojektet initierades 1995 av Minoru Kanehisa , professor vid Institute for Chemical Research, Kyoto University , under det pågående japanska programmet för mänskligt genom . Med tanke på behovet av en datoriserad resurs som kan användas för biologisk tolkning av genomsekvensdata började han utveckla KEGG PATHWAY -databasen. Det är en samling manuellt ritade KEGG -vägkartor som representerar experimentell kunskap om metabolism och olika andra funktioner i cellen och organismen . Varje vägkarta innehåller ett nätverk av molekylära interaktioner och reaktioner och är utformat för att länka gener i genomet till genprodukter (mest proteiner ) i vägen. Detta har möjliggjort den analys som kallas KEGG pathway mapping, varigenom geninnehållet i genomet jämförs med KEGG PATHWAY -databasen för att undersöka vilka vägar och tillhörande funktioner som sannolikt kommer att kodas i genomet.

Enligt utvecklarna är KEGG en "datorrepresentation" av det biologiska systemet . Den integrerar byggstenar och kopplingsscheman för systemet - närmare bestämt genetiska byggstenar för gener och proteiner, kemiska byggstenar för små molekyler och reaktioner och kopplingsscheman för molekylär interaktion och reaktionsnätverk. Detta koncept förverkligas i följande databaser för KEGG, som är kategoriserade i system, genomisk, kemisk och hälsoinformation.

Databaser

Systeminformation

KEGG PATHWAY -databasen, ledningsdiagramdatabasen, är kärnan i KEGG -resursen. Det är en samling vägkartor som integrerar många enheter inklusive gener, proteiner, RNA, kemiska föreningar, glykaner och kemiska reaktioner, liksom sjukdomsgener och läkemedelsmål, som lagras som individuella poster i de andra databaserna för KEGG. Banan kartor är indelade i följande avsnitt:

Metabolismavsnittet innehåller estetiskt ritade globala kartor som visar en övergripande bild av metabolism, förutom vanliga metaboliska vägkartor. De globala kartorna med låg upplösning kan till exempel användas för att jämföra metaboliska kapaciteter hos olika organismer i genomikstudier och olika miljöprover i metagenomikstudier. Däremot är KEGG-moduler i KEGG MODULE-databasen högre upplösta, lokaliserade kopplingsdiagram, som representerar stramare funktionella enheter inom en vägkarta, till exempel undervägar som bevaras bland specifika organismgrupper och molekylkomplex. KEGG -moduler definieras som karakteristiska genuppsättningar som kan kopplas till specifika metaboliska kapaciteter och andra fenotypiska egenskaper, så att de kan användas för automatisk tolkning av genom- och metagenomen.

En annan databas som kompletterar KEGG PATHWAY är KEGG BRITE -databasen. Det är en ontologidatabas som innehåller hierarkiska klassificeringar av olika enheter inklusive gener, proteiner, organismer, sjukdomar, läkemedel och kemiska föreningar. Medan KEGG PATHWAY är begränsad till molekylära interaktioner och reaktioner av dessa enheter, innehåller KEGG BRITE många olika typer av relationer.

Genomisk information

Flera månader efter att KEGG -projektet startades 1995 publicerades den första rapporten om det fullständigt sekvenserade bakteriegenomet . Sedan dess ackumuleras alla publicerade fullständiga genomer i KEGG för både eukaryoter och prokaryoter . KEGG GENES-databasen innehåller information om gen/proteinnivå och KEGG GENOME-databasen innehåller information på organismenivå för dessa genomer. KEGG GENES -databasen består av genuppsättningar för de fullständiga genomerna, och gener i varje uppsättning ges anteckningar i form av upprättande av överensstämmelser med kopplingsscheman för KEGG -vägkartor, KEGG -moduler och BRITE -hierarkier.

Dessa korrespondenser görs med hjälp av begreppet ortologer . KEGG -banans kartor ritas baserat på experimentella bevis i specifika organismer, men de är utformade för att vara tillämpliga även på andra organismer, eftersom olika organismer, som människa och mus, ofta delar identiska vägar som består av funktionellt identiska gener, kallade ortologa gener eller ortologer. Alla gener i KEGG GENES -databasen grupperas i sådana ortologer i KEGG ORTHOLOGY (KO) -databasen. Eftersom noderna (genprodukterna) för KEGG -vägkartor, såväl som KEGG -moduler och BRITE -hierarkier, ges KO -identifierare, upprättas överensstämmelserna när gener i genomet är annoterade med KO -identifierare med genomkommentarförfarandet i KEGG.

Kemisk information

KEGGs metabola vägkartor ritas för att representera de dubbla aspekterna av det metaboliska nätverket: det genomiska nätverket för hur genomkodade enzymer är anslutna för att katalysera på varandra följande reaktioner och det kemiska nätverket för hur kemiska strukturer av substrat och produkter transformeras av dessa reaktioner. En uppsättning enzymgener i genomet kommer att identifiera enzymrelationsnätverk när de läggs över på KEGG -vägkartorna, vilket i sin tur kännetecknar transformationsnätverk för kemisk struktur som möjliggör tolkning av biosyntetiska och biologiska nedbrytningspotentialer hos organismen. Alternativt kommer en uppsättning metaboliter som identifieras i metabolomen att leda till förståelsen av enzymatiska vägar och enzymgener som är inblandade.

Databaserna i kategorin kemisk information, som tillsammans kallas KEGG LIGAND, organiseras genom att fånga kunskap om det kemiska nätverket. I början av KEGG -projektet bestod KEGG LIGAND av tre databaser: KEGG COMPOUND för kemiska föreningar, KEGG REAKTION för kemiska reaktioner och KEGG ENZYME för reaktioner i enzymnomenklaturen. För närvarande finns det ytterligare databaser: KEGG GLYCAN för glykaner och två hjälpreaktionsdatabaser som kallas RPAIR (reaktantparjusteringar) och RCLASS (reaktionsklass). KEGG COMPOUND har också utökats till att innehålla olika föreningar såsom xenobiotika , förutom metaboliter.

Hälsoinformation

I KEGG ses sjukdomar som störda tillstånd i det biologiska systemet som orsakas av störningar av genetiska faktorer och miljöfaktorer, och droger ses som olika typer av störningar. KEGG PATHWAY -databasen innehåller inte bara normala tillstånd utan också de biologiska systemens störda tillstånd. Men sjukdomsvägskartor kan inte ritas för de flesta sjukdomar eftersom molekylära mekanismer inte är väl förstådda. Ett alternativt tillvägagångssätt används i databasen KEGG DISEASE, som helt enkelt katalogiserar kända genetiska faktorer och sjukdomsfaktorer. Dessa kataloger kan så småningom leda till mer fullständiga kopplingsscheman över sjukdomar.

KEGG DRUG -databasen innehåller aktiva ingredienser i godkända läkemedel i Japan, USA och Europa. De kännetecknas av kemiska strukturer och / eller kemiska komponenter och associerad med mål- molekyler, enzymer , och annan interaktion nätinformation molekyl i KEGG pathway kartorna och BRITE hierarkier. Detta möjliggör en integrerad analys av läkemedelsinteraktioner med genomisk information. Råmedicin och andra hälsorelaterade ämnen, som ligger utanför kategorin godkända läkemedel, lagras i KEGG ENVIRON-databasen. Databaserna i kategorin hälsoinformation kallas kollektivt KEGG MEDICUS, som också innehåller bipacksedelar för alla marknadsförda läkemedel i Japan.

Prenumerationsmodell

I juli 2011 introducerade KEGG en prenumerationsmodell för nedladdning av FTP på grund av en betydande nedskärning av statliga medel. KEGG fortsätter att vara fritt tillgängligt via sin webbplats, men prenumerationsmodellen har väckt diskussioner om hållbarheten för bioinformatikdatabaser.

Se även

Referenser

externa länkar