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異種生物間の代謝ネットワークの構造比較に関する研究

不同物种间代谢网络结构比较研究

基本信息

批准号：
17700297
负责人：
遠里由佳子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700297/
关键词：
代謝反応パスウェイデータベースバイオインフォマティクス Tanimoto係数類似構造比較アライメントグラフ比較 MACCS key 分子系統樹最短経路間題代謝ネットワークネットワーク比較類似構造検索

项目摘要

本年度は、代謝反応を構成する化合物の構造式に着目し「代謝ネットワークの構造に関する知見を得る」という目的に対して、以下のような網羅的な解析の実現と検証を行った。まず、構造式の部分構造の定義の一種であるMACCS keyを元にTanimoto係数法に従って、化合物の類似度を導入する試みを検討し、そのシステムを構築した。その結果、フルクトースとマンノースの生合成パスウェイと,ガラクトースの生合成パスウェイにおいて,類似した構造式変化の系列を見ることができた。ここで得られた解析結果は、代謝反応パスウェイにおける進化の仮説の1つである「パスウェイ重複」を確認する上で有効だと考えられる。次に、異種生物種間の代謝反応ネットワーク構造に基づく系統比較のための解析手法を提案した。この解析手法は、代謝反応を構成する酵素反応に着目し、特定の生物の代謝反応ネットワークをその酵素反応の有無により0と1のビット列で表現する。そして,複数の生物種間の類似度をビット列間の距離として求め、クラスタリングを行う。提案手法を用いて、異種生物種の実際の代謝反応パスウェイのデータを解析することにより、真核生物(動物や植物を含む)や古細菌においては、遺伝子データに基づく系統樹と、代謝反応のネットワーク構造に基づく系統はほぼ同じ結果が得られることと、バクテリアに属する生物は対しては間の遺伝子の水平伝播の影響を確認することができた。そして、クラスタリングを構成する特定の生物種群における特徴的な代謝反応部位を代謝マップ単位で検出することができた。これらの異性物間の代謝反応ネットワークの構造の差異に関する情報は、遺伝子とは異なった見地、生物の表現型から生物を再分類するという意味で重要な結果と考えられる。

This year, the structural formula of the compound with metabolic reaction structure was studied. The structural analysis of the compound with metabolic reaction structure was carried out. A new method for the definition of partial structure of structural formula is proposed, which is based on the Tanimoto coefficient method. As a result, the structure of the structure is similar to that of the structure. The results of this analysis show that the metabolic reaction is not stable, and the evolution of metabolic reaction is not stable. Secondly, we propose analytical methods for basic system comparison of metabolic anti-tumor structures between heterogeneous species. The analysis method includes enzyme reaction, metabolic reaction, metabolic reaction of specific organisms, enzyme reaction, metabolic reaction, metabolic reaction. The similarity between multiple species is the distance between the columns. The proposed method is to analyze the metabolic reactions of xenogeneic species and eukaryotes.(Animals, plants, and animals) and archaea, such as bacteria, bacteria, and genes, have a phylogenetic tree, a metabolic reaction, and a structural system. The results show that the biological response to the horizontal propagation of bacteria and genes has an impact on the biological response. The metabolic reaction sites that make up a particular population of organisms The structural differences in metabolic metabolism between heterosexuals are important for information, genetic diversity, phenotypic classification of organisms, and results.