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KEGGModule数据库的原理是什么

KEGG Module 数据库的原理是什么，针对这个问题，这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答，希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

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具有相同功能的基因被归类到kegg orthology 中，每个KO 代表具体的一个功能。在生命活动中，往往需要多个功能单位共同发挥作用，比如多个蛋白质构成复合体来发挥调控作用，此时多个KO就整合在了一起。这个例子说明在KO 之上，必然还存在一个分类系统，将参与同一过程的多个KO划分在一起。实际上，KEGG Module 数据库就是存储这种信息的数据库。

KEGG Module 数据库中的每条记录代表一个功能单元，是多个KO的集合,叫做kegg  module, 通过大写字母M和数字进行标识；

module 数据库包含以下4大类别的功能：

  1. pathway modules

  2. structural complexes

  3. functional sets

  4. signature modules

更加详细的分类信息可以在brite 数据库中找到，见以下链接

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

和pathway 类似，对于每条module 的记录，都有一张对应的图片，叫做module  map。

M0002对应的map 如下图

KEGG Module 数据库的原理是什么

结合其详细信息，我们来理解下module 的构成

KEGG Module 数据库的原理是什么

从Definition 字段的信息，我们可以看到每个Module 有多个KO 构成，那么这些KO 之间有什么样的关系呢，这就要从definition 字段的定义说起！

被空白分隔的每个字段叫做1个block, M0002 可以分成以下5个主要的block

  • K01803

  • ((K00134,K00150) K00927,K11389)

  • (K01834,K15633,K15634,K15635)

  • K01689

  • (K00873,K12406)

在这里，空格代表的是逻辑与 AND 的关系，表示这5个block 一起发挥作用；
在(K01834,K15633,K15634,K15635) block 中，逗号代表逻辑或OR的关系，任何一个KO都可以起到这个blcok的作用。

注意在 ((K00134,K00150) K00927,K11389) 中同时出现了逗号和空格，为了正确区分，还使用了圆括号。圆括号内为1个block, 所以K00134,K00150 为1个block, 这个block 和 K00927 用空白分隔，所以是AND关系，而逗号连接的是(K00134,K00150) K00927 和 K11389 两个block。 所以这个block对应的map 就是上图展示的那样。理解了definition 字段的信息，不难发现根据该字段的信息，可以计算出这个module 对应的map。

除了空格和逗号之外，definition 还会出现 +， - 。比如((K01878+K01879),K14164,K01880), 加号代表两个KO一起作为一个block发挥作用，对应的map 图为
KEGG Module 数据库的原理是什么
减号代表可选项的意思，表示这个block可有可无。比如K01866 K01873 -K07587 -K11627 -K01884。减号连接的block 虽然可有可无，但是在map图中还是会出现的。

由于module 由KO 发展而来，所以module 也是跨物种的概念。对于每个物种而言，也有该物种对应的module, 比如M0000 在human中对应的记录为hsa_M00002；

在物种的module 中，根据包含的block的个数，可以划分成两类

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

  2. incomplete module , 只缺少了1个或者2个block;

在物种对应的module map 中，会对该物种对应的KO高亮显示
KEGG Module 数据库的原理是什么

总结

  1. KEGG Module 数据库是对KO的整合，每个module 代表1个功能单元，是多个KO的集合；

  2. Module 由block 构成，definition 字段的信息需要理解空格，逗号，加号，减号的不同含义，根据definition 字段的信息可以计算得到module map;
    3.module 是跨物种的概念，最原始的叫做reference module, 定义了block的数量； 物种对应的module 根据包含的block的完整性，可以分为complete module 和 incomplete module; 在物种对应的module map 中，对应的KO会高亮显示

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