专利汇可以提供一种KEGG数据库的反应信息补充方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 生物 信息学生物数据分析领域,公开一种KEGG 数据库 的反应信息补充方法,该技术分为反应方程式配平、主反应补充、途径信息补充和子系统信息补充四个部分。KEGG数据库中下载的反应信息数据存在一定的缺失和遗漏,通过本 专利 所述方法能够对其中的部分数据信息进行补充,使反应信息更为完善和全面。网络信息更加完整,有利于后续的模拟和生物学分析。,下面是一种KEGG数据库的反应信息补充方法专利的具体信息内容。
1.一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,该方法包括为反应方程式配平、主反应补充、途径信息补充和子系统信息补充四个部分,具体的步骤为:
1)反应方程式配平:
(1)统计化合物中的元素个数;
(2)确定为配平反应:对反应方程式进行拆分,得到未配平的反应方程式;
(3)对未配平反应方程式进行配平;
2)主反应补充:
主反应为参加该反应的主要物质,一般是在全反应的基础上,去掉流通代谢物ATP、ADP、NADH、NAD+、H2O、NADPH、NADP+和H+。筛选出KEGG数据库下载文件中缺失主反应的反应,在KEGG通路图中查找该反应,根据通路图中显示的主要参与该反应的物质,提取出主反应;
3)途径信息补充:
缺失主反应的反应,大多也缺失对应的途径,可联合步骤2)进行途径的补充;筛选出缺失主反应的反应,在KEGG数据库中查找该反应,同时可查找到反应物参与的途径;
4)子系统信息补充:
从KEGG数据库下载“pathway”文件,提取pathway文件中每个途径对应的子系统名称,通过与反应信息中的途径相匹配,即可将子系统信息匹配到对应的反应上,使得反应信息更为全面。
2.根据权利要求1所述的一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,所述步骤
1)-(1)具体如下:从KEGG数据库下载“compound”文件,可获得所有化合物的编号及分子式,筛选出化合物中没有提供分子式和分子式中含有n、x的化合物,此类化合物无法确定准确的元素个数,不在配平范围之内;
对于其余可得到确定分子式的化合物,将每个化合物的元素按照碳、氢、氧、氮、磷、硫的顺序进行个数统计。
3.根据权利要求1所述的一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,所述步骤
1)-(2)具体如下:从KEGG数据库下载“reaction”文件,该文件中包含部分反应的反应方程式、主反应和途径信息;
对于其中的每一个反应,将等式左右两侧分为两部分,根据步骤(1)中统计的各个化合物包含的元素个数,乘以该化合物对应的系数,并对单侧的元素总数进行汇总统计,得到反应方程式左右两侧每个元素的总数,并对左右两侧的元素个数进行比较,元素守恒(即左右两侧各元素种类和个数都相等)的为配平反应,元素不守恒(即左右两侧元素种类或个数不相等)的反应即为未配平的反应。
4.根据权利要求1所述的一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,所述步骤
1)-(3)具体如下:经过对比发现,绝大多数不平的反应缺少的元素为氢或氧,根据元素守恒和电荷守恒,并根据反应具体缺失的物质,对反应添加氢离子、电子、水分子或氧气,以配平反应,如反应左侧比右侧少一个氢(H)元素,则在反应左侧添加氢离子(H+)。
5.根据权利要求4所述的一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,该步骤对于较为简单的物质(如氢离子、水分子、氧气)的添加通过程序实现,对于较复杂的物质通过人工判断实现。
6.根据权利要求5所述的一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,添加电子时,需要在KEGG数据库中确定反应的电荷量,再进行电子的添加,以保证电荷守恒;
未完成反应不在配平范围之内;
未完成反应是指参与该反应的某些物质还未被实验证实,从而未被KEGG数据库添加到反应方程式中,导致了反应方程式不平的反应。
7.根据权利要求1所述的一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,所述步骤
2)具体:通路图未明确主要参与反应的物质,可依据KEGG数据库提供的RCLASS文件,即反应物对,结合反应的类型,选择合适的反应物对作为参与主反应的反应物质,补充主反应;
对于一般反应,即某一类反应的概括性表达,不在主反应补充的范围之内。
8.根据权利要求1所述的一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,所述步骤
3)具体根据以下原则选择合适的途径:
(1)反应的底物产物均归属同一途径,优先选择此途径;
(2)根据反应名称和类型,判断出反应中某个关键的反应物,此反应物归属于某途径,则选择此途径;
(3)根据步骤(1)和步骤(2)无法确定反应所属途径的反应,将其归入“代谢途径(metabolic pathway)”中;
对于一般反应,即某一类反应的概括性表达,不在途径信息补充的范围之内。
9.根据权利要求1所述的一种KEGG数据库的反应信息补充方法,其特征在于,所述步骤
4)具体:对于一般反应,即某一类反应的概括性表达,不在子系统信息补充的范围之内。
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