功能数据库专题-KEGG
搜索KEGG通路如何解读KEGG通路注释KEGG通路
KEGG，Kyoto encyclopedia of Genes and Genomes，京都基因和基因组百科全书，是系统分析基因功能，联系基因信息和功能信息的知识库。它可以达到以下两个层面的信息：一，如果从功能出发，可以由功能到通路再到基因，迅速锁定某一功能的关键基因；二，从基因出发，可以获得某个基因在信号通路中的角色（上下游关系）和生物学功能，深入理解基因与功能的关系。
从信号通路出发，找到关键基因，论证一系列基因和表型的关系，最后重新归结于信号通路是一个很主流的研究思路，而在这一过程中，KEGG的作用不可或缺。
搜索KEGG通路
如何在KEGG这个强大的数据库中查询关注的pathway呢？
要在KEGG中搜索信号通路有两个方法：（1）目录检索，依次展开KEGG信号通路，直至找到需要的信号通路；（2）全文检索，直接键入关键词搜索。
Th17是一种特殊的T细胞，目前研究表明其与“自体免疫疾病”有关，以下就以Th17细胞分化信号通路为例，介绍两种搜索KEGG通路的方法。
目录检索
打开KEGG网站，http://www.genome.jp/kegg/kegg2.html，选择“KEGG PATHWAY"。
在打开的网页中可以看到，KEGG将信号通路分成 Metabolism 、Genetic Information Processing、Environmental Information Processing 、Cellular Processes 、Organismal Systems 、Human Diseases、Drug Development共7个一级目录，而每一级目录又有多个二级目录，每二级目录下有多个相关的信号通路。
Th17细胞属于机体免疫系统的一种，因此依次展开“5. Organismal Systems ”->"5.1 Immune system"->"04659Th17 cell differentiation"。
点击“04659Th17 cell differentiation”，即可打开Th17 cell differentiation的信号通路。打开后，上半部分是此信号通路的简介，下半部分是具体的信号通路。
全文检索
打开KEGG网站，http://www.genome.jp/kegg/kegg2.html，选择“KEGG PATHWAY"。
输入关键词“Th17”，开始搜索。
在检索页面中选择“Th17 cell differentiation”。
如图，“Th17 cell differentiation”信号通路的名称为map04659，如果点击“map04659”，那么会进入详情页，最下面会有绘制此信号通路时所参考的文献列表，对进一步理解信号通路很有帮助。
KEGG对直接搜索关键词的全文搜索的支持并不太好，如果知道信号通路的ID（如map04659），直接搜索ID会更好。
如果点击图示中的信号通路缩略图，则直接进入信号通路图页面。
点击信号通路缩略图，进入信号通路图页面。
如图所示，在“Reference pathway"处可以选择物种信息，假如选择了特定的物种，那么图示中会有部分方框着色为绿色，代表物种相关。
KEGG的信号通路的ID分为两部分：物种代号+编号，以map04659（Th17 cell differentiation）为例，map是物种信息，map比较特殊代表无物种相关，04659是信号通路编号。物种编码是以属的第一个字母和种的前两个字母组成，如hsa代表Homo sapiens（human），Mms代表Mus musculus（mousse），所以人源的Th17 cell differentiation信号通路为hsa04659，其他类此。
如何解读KEGG通路
序列号标识
图示标识
注释KEGG通路
KEGG 数据库中，把序列和功能相似的蛋白质归为同一组，然后标上 KO 号。通过相似性比对，可以为未知功能的蛋白序列注释上 KO 号。
KEGG 对众多的物种的基因序列的注释构成了一个非冗余的 KEGG GENES 数据库；通过 BlastKOALA 和 GhostKOALA， 可对用户提交的蛋白质序列，与 KEGG GENES 数据库分别进行 BLAST 或 GHOSTX 相似性比对，为蛋白质序列注释上 K number，即 KO 号。其中，GHOSTX 比对和 BLAST 比对类似，能够检测到分歧度较大的同源序列（remote homologues），在速度上比 BLAST 大约快 100 倍。
有了 KO 号，就可以重构 KEGG 数据库中的 KEGG pathways 及其他分子网络，然后进行其它分析。
这里以 BlastKOALA 为例，对蛋白质序列进行 KO 注释。
打开打开KEGG网站，http://www.genome.jp/kegg/kegg2.html，翻到最下面，选择 BlastKOALA 。
上传fasta格式的蛋白质序列。
选择物种。
选择数据库，最下面的数据库包含的数据最大。
输入邮箱，确认发送。
KEGG会发送一个确认邮件，在自己邮箱点击确认，KEGG即会开始分析。分析完成后，会发送结果到邮箱中。
KEGG通路染色标示
对序列进行注释之后，可以得到一个注释列表（点击上图Download下载）。
更进一步的，可以使用KEGG的“Search&Color Pathway”工具将待研究的基因进行注色，标识在信号通路之中。
限于本文篇幅过长，更具体的见参考资料4、5。
参考资料
如何在KEGG数据库中查找关注pathway？（ 欧易生物）
KEGG通路图应该怎么看？（基迪奥生物）
巧用KEGG数据库绘制pathway通路图 | 分析技能（联川生物）
如何在KEGG数据库中DIY标记感兴趣基因？（ 欧易生物）
KEGG 注释（生信百科）
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