快速定位您的序列注释信息——KEGG数据库使用说明

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前情提要

基因组序列注释是基因组学功能研究的重要方面，高效、快速的利用KEGG数据库查找感兴趣的注释信息是基因研究中的重要手段。KEGG全称Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome（京都基因及基因组百科全书），是由日本京都大学生物信息学中心的Kanehisa实验室于1995年建立。

KEGG包含四大数据库：

基因组信息数据库，包括完整和部分测序的基因组序列（KEGGGene）；

功能信息数据库，包括图解的细胞生化过程如代谢、膜转运、信号传递、细胞周期，还包括同系保守的子通路等信息（KEGGPathway）；

化学物质、酶分子、酶反应等信息数据库（KEGGLigand）；

各种生物之间的层次关系数据库（KEGGBrite）。

此外，通过与世界上其它一些大型生物信息学数据库的连接，KEGG可以为研究者提供更为丰富的生物学信息（LinkDB）。KEGG建立了KEGG直系同源系统(the KEGG Orthology (KO) system)，这个系统通过把分子网络的相关信息连接到基因组中，从而发展和促进了跨物种注释流程。

那么，如何应用KEGG数据库快速查找到自己想要的信息呢？且听小编慢慢道来。

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PATHWAY查找

STEP 1：

首先通过网址http://www.genome.jp/kegg/进入KEGG网址首页，单击PATHWAY，查询通路ko05222通路，注意ko必须小写。

值得注意的是KEGG中两种代谢图：reference pathway，根据已有的知识绘制的、概括的具有一般参考意义的代谢图。为白色小框，在KEGG中名字以map开头，比如map00010； species-specific pathway，绿色小框为该物种特有的基因或酶。KEGG中名字为特定物种种属英文缩写，比如酵母的糖酵解通路图，sce00010。

STEP 2：

KO（KEGG Orthology）是KEGG中的一个专有名词，它是蛋白质（酶）的一个分类体系，将序列高度相似，并且在同一条通路上有相似功能的蛋白质被归为一组，然后打上KO（或K）标签，如上图ko00010。

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KEGG BRITE层级分类查找

KEGG BRITE包含了许多不同的关系类型。例如，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。进入BRITE查找页面，输入基因cytB，查找内容显示如下。

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KEGG MODULE数据库

KEGG MODULE是一个人工定义的功能单元的集合。被用于已测序基因组的注释和生物学上的解释。各个模块使用M开头的编号及与其对应的一系列K开头的编号来表示。主要有以下四种模块：

（1）通路模块：代表在KEGG代谢通路图中的复杂功能单元，例如M00002（糖酵解，与三碳化合物相关的核心模块）；

（2）结构复合物：通常形成分子机制，例如M00072（寡糖转移酶）；

（3）功能集：基本单元的其他形式，例如M00360（氨酰基-tRNA合酶，原核生物）；

（4）特征模块：作为某种表型的标记，例如M00363（肠出血性大肠杆菌致病性特征，志贺毒素）。

例如查找DNA polymerase，得到如下模块结果。

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查找基因组或宏基因组注释信息

查找基因注释归类到的K编号。在此我们必须明确K和基因的关系，K编号代表的不是某一具体物种的基因，而是所有物种的某一同源基因的统称。

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在线提交序列注释

KEGG提供了在线序列注释窗口，有两种方法：BlastKOALA（BLASTP比对）、GhostKOALA（GHOSTX比对），以BlastKOALA为例说明。

单击BlastKOALA，进入序列提交界面，提交fasta格式序列，同时根据实际情况填写要本信息以及邮箱。在邮件中确认任务，注释结果会以邮件的形式反馈。

各位小伙伴们，对KEGG数据库的使用有新的理解了吗？

文案 微生物基因组