KEGG数据库中文教程

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快速导航

1. 这篇教程介绍了什么？

2. KEGG数据库里面有什么？

3. 我如何查询某一特定的代谢途径(pathway)的信息，例如Glycolysis / Gluconeogenesis?

4. 我如何查询某一化合物的信息, 例如Pyruvate?

5. 我如何查询Pyruvate 涉及了哪些生化反应?

6. 我如何查询某一基因的信息, 例如gltA ?

7. 我如何知道Bacillus subtilis是否有gltA?

8. 我如何查询 gltA 在其他物种中的同源基因?

9. 我如何列出某一代谢途径中涉及的所有的酶？例如cytrate cycle pathway（TCA 循环）

10. 我如何知道人类的cytrate cycle中pyruvate carboxylase这种酶有多少化合物与其发生相互作用？

11. 我如何查询人类由Citrate 生成Acetyl-CoA 的可能步骤？

12. 我有一条未知的序列，如何查询KEGG 数据库中是否有基因或酶与其对应?

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一. 简介

代谢(Metabolism)是指细胞内发生的各种化学反应的总称。一个代谢途径（Metabolic

pathway ）包括一系列互相联系的反应(reaction),反应中的酶( enzyme)以及反应中的前体或者产物(substrate) 。 随着现代生物信息学的进展，我们可以通过计算机来展示，以至预测细胞内的代谢途径。

现在常用的查询代谢途径的数据库主要包括：KEGG(http://www.genome.jp/kegg/), GenMAPP(), BioRag() 等。本教程主要介绍KEGG 数据库的使用方法。

KEGG （Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）是由日本京都大学和东京大学联合开发的数据库，可以用来查询代谢途径，酶（或编码酶的基因），产物等，也可以通过BLA ST 比对查询未知序列的代谢途径信息。KEGG 主要通过Web 界面进行访问，同样也可以通过本地运行的Perl 或java 程序进行访问，使用很方便。

本教程将结合实例来介绍KEGG 数据库的使用方法，希望能您能通过本教程了解KEGG 数据库的基本使用方法。

二. 使用方法

1. 首页 ● ● ● ●

PATHWAY （代谢途径数据库），可以查询各种代谢途径。

BRITE （代谢通路及同源基因数据库），这个数据与PATHWAY 数据库不同的是，可以查询酶和底物之间的关系，也可以查询某种酶的同源基因。 GENES （基因数据库）， 可以查询不同的基因或基因组的信息。 LIGAND （配体数据库）， 可以查询反应中各种化合物的信息。

打开的首页，我们可以看到KEGG 提供的四个主要的数据库（图1箭头所示）。

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图1. KEGG数据库首页

如果点击 KEGG2——KEGG Table of Contents 这个链接，则会出现一个类似于网站地图的页面，在这个页面上，我们可以查询各数据库的更新信息，也可快速访问KEGG 提供的各个数据库。

点击会列出KEGG 对各物种的代码。KEGG 使用三个英文小写字母来代表各个物种，例如人类Homo sapiens，代码是hsa 。再如小鼠Mus Musculus则是mmu 。

2. PATHWAY 数据库的使用

在首页上点击PA THWAY 的链接(或者先选择KEGG2，再在出现的表格中Database 选项下选择KEGG PATHWAY) 。您就会看到KEGG 收录的所有代谢途径信息（图2）。

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图2. PA THWAY 数据库界面

例如如果想要查询Glycolysis / Gluconeogenesis这个代谢途径（图2）。

1） 从首页，或者KEGG2的表格界面中进入数据库

2） 点击Carbohydrate Metabolism中的

新页面即显示出此途径的信息（图3A ）。方框中表示的是反应中的酶，例如2.7.1.41，这是酶的EC number ，国际酶学委员会的编号。小圆圈代表的是反应中的化合物，例如α-D-Glucose-1P 。箭头代表的是反应的方向。虚线表示此反应可以通过中间产物与其他途径发生联系。

或者您也可以通过Search PATHWAY for这个选项直接搜索Glycolysis / Gluconeogenesis的信息。搜索的结果中会显示出满足条件的所有物种的pathway 。

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（A ）

（B ）

图3. 代谢途径图片信息

A ：Glycolysis / Gluconeogenesis途径的全面信息 B：人类中Glycolysis / Gluconeogenesis途径的信息

如果想要知道人类的Glycolysis / Gluconeogenesis途径的具体信息。

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2） 点击Go 北京市昌平区生命科学园路18号 邮编：102206 电话：86-10-80726868 传真：86-10-80726898 网址：http://www.capitalbio.com 1） 点击此界面左上角的下拉菜单。选择人类 Homo Sapiens(human)

即可见图3B 的画面。绿色的方框代表人类含有这种酶，例3.1.3.9。你也可以通过下拉菜单旁的Select 按钮自行设置下拉菜单中显示的物种名称。

点击标有3.1.3.9的绿色方框，即可显示人类中此酶的信息（图4）。Entry 是KEGG 中此酶的ID 。Gene name是酶的简化名。Definition 包括酶的通用名称和EC number。KO 是在KEGG 数据中这种酶的同源序列号。Pathway 中列出了这种酶涉及的代谢途径。此外，还有一些其他的信息，例如编码这种酶的基因在基因组中的位置（Position ），编码酶的基因序列（NT seq）和蛋白序列（AA seq）等。

图4. 酶3.1.3.9的信息

3. LIGAND数据库的使用 LIGAND 数据库中，可以查询到化合物，反应或者参与反应的酶。可以在上面的搜索框中进行名称查询，也可以在下面的Ligand Relational Database里进行配体或反应关系的查询。

例如想要查询数据库中Pyruvate （丙酮酸盐）的信息（图5A ）。

1） 在Search COMPAND的下拉菜单中选择Name

2） 输入Pyruvae

3） 点击Go

就会出现图5B 的画面。在给出的结果中可见它的entry number （C00022），分子结构，化学式等属性，也可以点击Entry number后进入另一个界面查看它更多的信息。

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(A)

(B)

图5. LIGAND 数据库界面及Search Compound的使用

再例如，我们需要查询Pyruvate （丙酮酸盐）所涉及的化学反应的信息（图6A ）。

1） 在Search REACTION的下拉菜单选择Reactant Entry

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2） 输入Pyruvate 的entry number，C00022 北京市昌平区生命科学园路18号 邮编：102206 电话：86-10-80726868 传真：86-10-80726898 网址：http://www.capitalbio.com

3） 点击Go 就会出现Pyruvate 所涉及的反应（图6B ）。

（A ）

（B ）

图6. Search REACTION的使用

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4．GENES 数据库的使用

北京市昌平区生命科学园路18号 邮编：102206 电话：86-10-80726868 传真：86-10-80726898 网址：http://www.capitalbio.com GENES 数据库可以用来查询基因及基因组的信息。

例如想要查询gltA （柠檬酸盐合成酶）这种基因的具体信息（图7A ）。

1） 在Search 的下拉菜单选择Genes （默认，可不选）

2） 输入gltA

3） 点击Go

在出现的结果中即可查得所有编码这种酶的基因（图7B ）。像是第一个结果eco:b0720，eco 是物种名（Escherichia coli K-12 MG1655）， b0720是entry name。gltA 是基因名，之后还有基因的全称，以及编码的酶的EC number 等。物种名可以通过首页上的KEGG Organisms 来查询。

再例如我们想要查询Bacillus subtilis中是否有gltA 这种基因（图7C ）。

1） 在首页的KEGG Organisms中找到Bacillus subtilis的缩写为bsu

2） Search Organism中输入bsu

3） 再输入gltA

4） 点击Go 即可查得相应信息

(A)