Was beinhaltet die KEGG Datenbank?
Sammlung von manuell gezeichnet Wegkarten
Gibt experimentelle Kenntnisse über den Stoffwechsel und verschiedene andere Funktionen der Zelle und des Organismus werden dargestellt.
Wie sind die Wegkarten aufgebaut?
• Jede Wegkarte enthält ein Netzwerk molekularer Wechselwirkungen
und Reaktionen.
• Karten können nach Spezies selektiert werden.
• Von Molekülen im Schnittpunkt von Stoffwechselkreisläufen kann man in andere Stoffwechselwege gehen
In den Kästchen stehen
die Enzyme
- Rosa: es gibt Mutationen
von den Enzymen.
- Grün: humane Enzyme
- Blau durch ein.
Medikament hemmbare
Enzyme
In welche Unterpunkte unterteilt sich die KEGG Pathway Datenbank?
1. Metabolismus:
Überblick, Kohlenhydrate, Energie, Lipid, Nucleotid,
Aminosäuren, Glycane, Vitamine, chemische Strukturen
2. Genetische Informationsverarbeitung:
Transkription, Translation, Proteinfaltung, DNA-Reparatur
3. Umweltinformationsverarbeitung
Membrantransport, Signaltransduktion
4. Zelluläre Prozesse
Zellwachstum, Zelltod, Bewegung
5. Organische Systeme
Immunsystem, endokrines System
6. Humane Erkrankungen
Krebs, Herzerkrankungen, HIV
7. Medikamentenentwicklung
Antibiotika
Welche Datenbanken haben sich zu UniProtKB zusammengeschlossen?
SwissProt
TREMBL
PIR
Warum ist die TREMBL Datenbank viel größer und wächst schneller als SwissProt, obwohl SwissProt 10 Jahre länger existiert als TREMBL?
Swiss Prot wird manuell gepflegt und TREMBL ist eine automatisierte Datenbank.
Zählen Sie Vor- und Nachteile manueller bzw. automatischer Datenpflege auf.
Manuell: Zeit- und Personenaufwändig, Teuer, gute Qualität, wenig Fehler
Automatisch: schnell, günstig, weniger verlässlich
Was gibt der Annotation Score bei UniprotKB an?
Gibt Einblick darauf wie viele Daten im Eintrag enthalten sind, gibt aber nicht an wie gut die Qualität ist.
Nennen Sie 5 Daten, die man aus UniprotKB herausziehen kann.
Mutationen
Aminosöurensequenz
Signalpeptid
Sekundärstruktur
pH-Optimum
Welche Substanzklasse ist in der ExPASy Datenbank hinterlegt?
Nennen Sie 5 Daten, die zu Enzymen in BRENDA hinterlegt sind.
Hemmstoffe
Reaktionsgleichungen
Ionen
Temperaturoptimum
Was versteht man unter KEGG Wegkarten?
Enthalten ein Netzwerk molekularer WW und Reaktionen
Was ist das besondere an einer 3D-Struktur Datenbank wie PDB?
speichert 3D Strukturen
für vollständiges Verständnis der 3d-Struktur
Experimentelle Bestimmung der Koordinaten
meist mittels Röntgenkristallographie (x-ray)
oder Kernresonanzspektroskopie (NMR),
aber auch (Kryo-)Elektronenmikroskopie (Auflösung 3,6 Å).
Schwerer als Sequenzierung,
daher weniger Einträge
Was sind die Arbeitsschritte zur Ermittlung von x-ray daten?
1. Expression und Aufreinigung des Proteins
2. Kristallisation
3. Beschuss mit Röntgenstrahlen, Messung des
Diffraktionsmusters
4. Errechnung von Elektronendichten aus den
Diffraktionsdaten
5. Positionieren der Atome in den
Elektronendichte-Karte
Vergleichen Sie NMR und Röntgenkristallographie?7
Wie läuft die Kryo-Elektronenmikroskopie?
Aufbereitung der Probe
Ein Tropfen wird aufeinander Kugelgitter übertragen
Aufbereitung im Vitrobot bei 100% Luftfeuchtigkeit und 4 Grad Celsius
In das Gitter kommt flüssiges Ethan und flüssiger Stickstoff
Es bildet sich eine dünne glasige Schicht im Eis
Probe wird bei -196 Grad gelagert
Das glasige Eis mit der Probe wird mit Elektronenstrahlen
beschossen und die entstehenden Muster („Schatten“) aufgenommen.
Das Computerprgramm berechnet aus den Überlagerungen der 2D-Bilder und 3D-Struktur
Berechnungen
Was lässt sich über Datenqualität von PDB sagen?
• Fehlerrate höher als in Sequenzdatenbanken
• Fehler oft nicht binär, sondern fließender Übergang von
„richtig“ zu „fehlerhaft“
• „validation sliders“ geben einen schnellen Überblick über
die Qualität eines Eintrags:
Was lässt sich über die Redundanz der Sequenzdatenbanken sagen?
Ähnlich wie bei den Sequenzdatenbanken findet man
auch in der PDB häufig viele Einträge zu einem Protein.
Gründe sind teils ähnlich wie bei Sequenzen, teils
spezifisch für 3D-Strukturen:
– Strukturen in unterschiedlichen Auflösungen
– Strukturen mit Mutationen
– erst Teilstrukturen ermittelt, später komplette Strukturen
– Strukturen eines Proteins allein oder mit verschiedenen Liganden:
Jeder Komplex ergibt einen eigenen Eintrag
– Strukturen bei unterschiedlichen Bedingungen (z.B. pH-Werte)
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