KEGG step by step

核心概念

• KEGG：Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，生物高水平功能是數據庫。若是不是使用服務器來查詢數據庫，須要付費。
• KO：KEGG ortholog,已知功能（function)的同源基因數據庫。全部數據庫裏的功能都有這個編號，可是每一個功能又還有別的編號，由於每一個對象都同時扮演多個角色，存在於多個子數據中。
  • Pathway：多個功能，組成一個通路。其中通路彙總圖一共有7，叫 Atlas。下圖是大名鼎鼎的 metabolic pathways。
  • Module：多個通路組成一個模塊。
  • Brite：一個功能可能在不一樣的模塊或者通路中起做用，Brite 數據庫存貯這種交叉關係。
• Chemical information：化學物質信息，功能都依附於物質，因此不一樣的物質有本身的編號，以括號裏的字母區分分類。分爲如下4類。
  • Compound（C）：圓圈
  • Glycan（G）：多糖，這是
  • Reaction（R)：線
  • Enzyme（E)：方框，一個序列可能對應一個酶，可是序列並非酶自己。
    硝酸鹽轉運基因
• 其餘分類
  • Organism：數據庫裏不一樣物種的註釋結果。每一個物種用三個字母表示，例如 has 是 homo sapiens。在 Genome數據庫裏能按照物種來
  • Subject：根據研究範圍不一樣進行分類。包括癌症、植物、病原菌、病毒等。
• Tools：回答序列與基因的對應關係，並把一系列基因放到通路或者模塊中。
  • BlastKOALA：比對基因組的蛋白質序列（aa）中是否含有數據庫中的序列。
  • GhostKOALA：比對轉錄組的蛋白質序列（aa）中是否含有數據庫中的序列。
  • Mapper：在 pathway，模塊，brite裏搜索，也能夠在特定物種中搜索。
    • Reconstructe：完成在線註釋以後會獲得結果。裏面有重構選項。
    • Search：搜索幾個基因，就能完成重構。
    • Color：能按照本身的需求來進行配色。例如強調某個基因。

這些都是在線完成的，因此網速是硬傷。

基本流程

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

1. 從測的核酸序列到預測的氨基酸序列;
2. 在數據庫中找是否有類似的氨基酸序列;
3. 把同一批的序列放到代謝通路，模塊或者功能關係中。

氨基酸序列

實際上KEGG要的是氨基酸序列，可是咱們不老是能直接拿到氨基酸序列，好比早起的NCBI序列就可能沒有註釋，或者做者當時沒選註釋。若是是這種狀況，就須要本身註釋，使用Prokka，10min就能完成，可是你仍是不會，那不如上傳到NCBI，請他們來註釋，大概等個7天，也就行了。

註釋

1. 上傳的時候選擇參考物種，或者只選大類，真核原核。
2. 收到郵件，點擊submit。若是不想註釋了就點 cancel，否則這個郵箱就不能用。
3. 收到註釋完成的郵件，完成。

保存結果

• 進入連接（只有7天有效），在連接裏能下載結果。

  P0001 K0111111 protein

• 這裏能看到構建的通路，模塊或者關係，可是光下載這一頁是不能保存其中的圖的。

• 能夠下載特別感興趣的部分，若是須要再次重構，就把下載的文本文件上傳到Reconstruct Pathway

結果說明

• Pathway：會有一副完整的代謝通路圖，和其餘的細節圖。
• Module：這裏會顯示出一個模塊是否完整，是否是全部須要的基因都存在。
• Brite：能看到基因都被放到哪些關係中了。這裏不會出圖。
  結果

應用

對細菌功能的瞭解程度決定了你能提出什麼問題，去哪裏找答案。
若是你知道20E測試中對應的是哪一個代謝途徑，哪一個關鍵酶，就能看看基因組中是否是有對應的基因。
若是你不知道，那麼能夠搜對應的底物，也能知道這個過程與什麼基因相關。

輔助鑑定

• 細菌是否有運動性：進入 Pathway cell motility
• 硝酸根還原，ABC-transporter：能不能厭氧生長。
• 脂肪酸的合成模塊
• 碳源利用裏相關通路是否是斷了，能決定惟一碳源的結果

高級應用

挖掘出細菌的特殊功能，能大幅提升文章的重要性。

• 從芳香族化合物降解
• 能利用氨基酸做爲惟一碳源
• 有光合自養能力
• 參與硫代謝
• 抗生素合成
• 從信號通路猜想對元素的抗性
• 代謝通路重構的時候運行同時上傳幾種物種註釋信息，這樣個物種會有本身的顏色。

比較兩個細菌的芳香族化合物的代謝通路

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

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