KEGG step by step

核心概念

• KEGG：Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，生物高水平功能是数据库。如果不是使用服务器来查询数据库，需要付费。
• KO：KEGG ortholog,已知功能（function)的同源基因数据库。所有数据库里的功能都有这个编号，但是每个功能又还有别的编号，因为每个对象都同时扮演多个角色，存在于多个子数据中。
  • Pathway：多个功能，组成一个通路。其中通路汇总图一共有7，叫 Atlas。下图是大名鼎鼎的 metabolic pathways。
  • Module：多个通路组成一个模块。
  • Brite：一个功能可能在不同的模块或者通路中起作用，Brite 数据库存贮这种交叉关系。
• Chemical information：化学物质信息，功能都依附于物质，所以不同的物质有自己的编号，以括号里的字母区分分类。分为以下4类。
  • Compound（C）：圆圈
  • Glycan（G）：多糖，这是
  • Reaction（R)：线
  • Enzyme（E)：方框，一个序列可能对应一个酶，但是序列并不是酶本身。
    硝酸盐转运基因
• 其他分类
  • Organism：数据库里不同物种的注释结果。每个物种用三个字母表示，例如 has 是 homo sapiens。在 Genome数据库里能按照物种来
  • Subject：根据研究范围不同进行分类。包括癌症、植物、病原菌、病毒等。
• Tools：回答序列与基因的对应关系，并把一系列基因放到通路或者模块中。
  • BlastKOALA：比对基因组的蛋白质序列（aa）中是否含有数据库中的序列。
  • GhostKOALA：比对转录组的蛋白质序列（aa）中是否含有数据库中的序列。
  • Mapper：在 pathway，模块，brite里搜索，也可以在特定物种中搜索。
    • Reconstructe：完成在线注释之后会得到结果。里面有重构选项。
    • Search：搜索几个基因，就能完成重构。
    • Color：能按照自己的需求来进行配色。例如强调某个基因。

这些都是在线完成的，所以网速是硬伤。

基本流程

        1               2             3
Contigs ->  Amino acids -> KO numbers -> Maps

1. 从测的核酸序列到预测的氨基酸序列;
2. 在数据库中找是否有相似的氨基酸序列;
3. 把同一批的序列放到代谢通路，模块或者功能关系中。

氨基酸序列

实际上KEGG要的是氨基酸序列，但是我们不总是能直接拿到氨基酸序列，比如早起的NCBI序列就可能没有注释，或者作者当时没选注释。如果是这种情况，就需要自己注释，使用Prokka，10min就能完成，但是你还是不会，那不如上传到NCBI，请他们来注释，大概等个7天，也就好了。

注释

1. 上传的时候选择参考物种，或者只选大类，真核原核。
2. 收到邮件，点击submit。如果不想注释了就点 cancel，不然这个邮箱就不能用。
3. 收到注释完成的邮件，完成。

保存结果

• 进入链接（只有7天有效），在链接里能下载结果。

P0001 K0111111 protein

• 这里能看到构建的通路，模块或者关系，但是光下载这一页是不能保存其中的图的。
• 可以下载特别感兴趣的部分，如果需要再次重构，就把下载的文本文件上传到Reconstruct Pathway

结果说明

• Pathway：会有一副完整的代谢通路图，和其他的细节图。
• Module：这里会显示出一个模块是否完整，是不是所有需要的基因都存在。
• Brite：能看到基因都被放到哪些关系中了。这里不会出图。
  结果

应用

对细菌功能的了解程度决定了你能提出什么问题，去哪里找答案。
如果你知道20E测试中对应的是哪个代谢途径，哪个关键酶，就能看看基因组中是不是有对应的基因。
如果你不知道，那么可以搜对应的底物，也能知道这个过程与什么基因相关。

辅助鉴定

• 细菌是否有运动性：进入 Pathway cell motility
• 硝酸根还原，ABC-transporter：能不能厌氧生长。
• 脂肪酸的合成模块
• 碳源利用里相关通路是不是断了，能决定唯一碳源的结果

高级应用

挖掘出细菌的特殊功能，能大幅提高文章的重要性。

• 从芳香族化合物降解
• 能利用氨基酸作为唯一碳源
• 有光合自养能力
• 参与硫代谢
• 抗生素合成
• 从信号通路猜测对元素的抗性
• 代谢通路重构的时候运行同时上传几种物种注释信息，这样个物种会有自己的颜色。

比较两个细菌的芳香族化合物的代谢通路

# organims 1
gene1   K02874
gene4   K00416
# organism 2
gene7   K12864

https://files.cnblogs.com/files/Xeonilian/merge.txt.css
https://www.kegg.jp/kegg-bin/blastkoala_result?id=82ac4904c56bf41cddc9cf94353fa2b731177a18&passwd=L9IqAn&type=blastkoala