KEGG Module 數(shù)據(jù)庫

具有相同功能的基因被歸類到kegg orthology 中,每個KO 代表具體的一個功能。在生命活動中,往往需要多個功能單位共同發(fā)揮作用,比如多個蛋白質構成復合體來發(fā)揮調(diào)控作用,此時多個KO就整合在了一起。這個例子說明在KO 之上,必然還存在一個分類系統(tǒng),將參與同一過程的多個KO劃分在一起。實際上,KEGG Module 數(shù)據(jù)庫就是存儲這種信息的數(shù)據(jù)庫。

KEGG Module 數(shù)據(jù)庫中的每條記錄代表一個功能單元,是多個KO的集合,叫做kegg module, 通過大寫字母M和數(shù)字進行標識;

module 數(shù)據(jù)庫包含以下4大類別的功能:

  1. pathway modules

  2. structural complexes

  3. functional sets

  4. signature modules

更加詳細的分類信息可以在brite 數(shù)據(jù)庫中找到,見以下鏈接

http://www.kegg.jp/kegg-bin/get_htext?ko00002.keg

和pathway 類似,對于每條module 的記錄,都有一張對應的圖片,叫做module map

M0002對應的map 如下圖

image

結合其詳細信息,我們來理解下module 的構成

image

從Definition 字段的信息,我們可以看到每個Module 有多個KO 構成,那么這些KO 之間有什么樣的關系呢,這就要從definition 字段的定義說起!

被空白分隔的每個字段叫做1個block, M0002 可以分成以下5個主要的block

  • K01803

  • ((K00134,K00150) K00927,K11389)

  • (K01834,K15633,K15634,K15635)

  • K01689

  • (K00873,K12406)

在這里,空格代表的是邏輯與 AND 的關系,表示這5個block 一起發(fā)揮作用;
(K01834,K15633,K15634,K15635) block 中,逗號代表邏輯或OR的關系,任何一個KO都可以起到這個blcok的作用。

注意在 ((K00134,K00150) K00927,K11389) 中同時出現(xiàn)了逗號和空格,為了正確區(qū)分,還使用了圓括號。圓括號內(nèi)為1個block, 所以K00134,K00150 為1個block, 這個block 和 K00927 用空白分隔,所以是AND關系,而逗號連接的是(K00134,K00150) K00927K11389 兩個block。 所以這個block對應的map 就是上圖展示的那樣。理解了definition 字段的信息,不難發(fā)現(xiàn)根據(jù)該字段的信息,可以計算出這個module 對應的map。

除了空格和逗號之外,definition 還會出現(xiàn) +, - 。比如((K01878+K01879),K14164,K01880), 加號代表兩個KO一起作為一個block發(fā)揮作用,對應的map 圖為

image

減號代表可選項的意思,表示這個block可有可無。比如K01866 K01873 -K07587 -K11627 -K01884。減號連接的block 雖然可有可無,但是在map圖中還是會出現(xiàn)的。

由于module 由KO 發(fā)展而來,所以module 也是跨物種的概念。對于每個物種而言,也有該物種對應的module, 比如M0000 在human中對應的記錄為hsa_M00002;

在物種的module 中,根據(jù)包含的block的個數(shù),可以劃分成兩類

  1. complete module, 包含reference module 中所有的block;

  2. incomplete module , 只缺少了1個或者2個block;

在物種對應的module map 中,會對該物種對應的KO高亮顯示


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總結

  1. KEGG Module 數(shù)據(jù)庫是對KO的整合,每個module 代表1個功能單元,是多個KO的集合;

  2. Module 由block 構成,definition 字段的信息需要理解空格,逗號,加號,減號的不同含義,根據(jù)definition 字段的信息可以計算得到module map;
    3.module 是跨物種的概念,最原始的叫做reference module, 定義了block的數(shù)量; 物種對應的module 根據(jù)包含的block的完整性,可以分為complete module 和 incomplete module; 在物種對應的module map 中,對應的KO會高亮顯示

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