生体内化学反応知識ベースの構築と代謝経路の予測

体内化学反应知识库构建及代谢途径预测

基本信息

批准号：
11149101
负责人：
西岡孝明
金额：
$ 1.98万
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 (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

分子生物学的な観測と細胞レベルの生命現象との橋渡しをするものとして、ゲノムから細胞内の代謝活動を網羅的に推定するとともに、実際に化学分析をおこなって代謝物質の種類と濃度の変化を経時的に解析することの重要性が認識されるようになってきている。本研究課題では、ゲノムにコードされた酵素遺伝子から未知代謝経路を推定するために必要とされる、細胞内における化学反応機構を知識(反応ルール)として表現することを目的として研究をおこなった。ここで反応知識とは、代謝物質の化学構造とその反応(変換)様式の関係を有機化学的な機構にもとづいて記述したものである。そこで、データベースKEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)からPATHWAY,COMPOUND,LIGANDを取り出し、各代謝反応について基質化学構造と反応機構を調べて反応様式を決めることにした。各代謝反応について有機化学的な反応機構を詳細に調べてみると、EC番号による反応様式の分類と反応機構とが一致しない例が多くあった。細胞内の化学反応の変換様式を知識化するためには、EC番号による分類でなく、化学反応機構にもとづいた分類をおこなう必要性があることがわかった。反応機構が共通している酵素反応を同じ反応様式であるとしてグループ化したところ、16カテゴリーに分類された。細胞内の化学反応は水溶媒中でATPの化学エネルギーを利用し、酸化的環境という制約下で進行している。このような制約のもとでは、限られた化学反応様式だけが許されるであろう。本研究課題ではそれを生体内化学反応知識として表現したことになる。このように細胞内環境に適応した化学反応様式は、代謝経路においておそらく繰り返し利用され、複雑な代謝経路の構成単位とみなすことができるであろう。

作为分子生物学观察和细胞生命现象之间的桥梁，它越来越多地认识到，从基因组中全面估计细胞内代谢活性，并实际进行化学分析以分析随着时间的推移代谢物的类型和浓度的变化。该研究主题的目的是表达细胞内的化学反应机制作为知识（反应规则），这是从基因组编码的酶基因中估算未知代谢途径所必需的。反应知识是对代谢物的化学结构与基于有机化学机制的反应（转化）模式之间关系的描述。因此，我们从数据库KEGG（基因和基因组的京都百科全书）中提取了途径，化合物和配体，并决定通过检查底物化学结构和反应机制来确定每种代谢反应的反应模式。当我们针对每个代谢反应进行详细研究有机化学反应机制时，在许多情况下，基于EC数的反应模式的分类与反应机制不符。已经发现，为了发展细胞内化学反应的转化知识，有必要根据化学反应的机制对它们进行分类，而不是根据化学反应的机制对它们进行分类。具有共同反应机制的酶促反应将其分组为具有相同的反应模式，并分为16类。细胞内的化学反应利用ATP在水溶液中的化学能，并在氧化环境的限制下进行。在这些限制下，仅允许有限的化学反应方式。在本研究主题中，这被表示为体内化学反应的知识。这种适合细胞内环境的化学反应模式可能会在代谢途径中反复利用，并且可以被视为复杂代谢途径的基础。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Arita, M., Asai, K. and Nishioka, T.: "Finding precursor compounds in secondary metabolism"Proc. Genome Informatics Workshop. 10. 113-120 (1999)

Arita, M.、Asai, K. 和 Nishioka, T.：“寻找次级代谢中的前体化合物”Proc。

DOI：
发表时间：
期刊：
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0
作者：
通讯作者：

Goto, S., Nishioka, T. and Kanehisa, M.: "LIGAND database for enzymes, compounds and reactions"nucleic Acids Research. 27. 377-379 (1999)

Goto, S.、Nishioka, T. 和 Kanehisa, M.：“酶、化合物和反应的配体数据库”核酸研究。

DOI：
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影响因子：
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作者：
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