Сайк О.В.   Иванисенко В.А.   Деменков П.С.  

PROMEDIA – база данных химических соединений потенциальных биомаркеров заболеваний

Докладчик: Сайк О.В.

PROMEDIA – БАЗА ДАННЫХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ БИОМАРКЕРОВ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Сайк О.В.^1*, Иванисенко В.А.¹, Деменков П.С.¹
1 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск, Россия
e-mail: saik@bionet.nsc.ru

Ключевые слова: база данных, биомаркеры заболеваний, метаболиты, белки

В ходе метаболизма в качестве конечных и побочных продуктов могут выделяться летучие соединения. Существует потенциальная возможность использования летучих биомаркеров в медицине для неинвазивной диагностики различных заболеваний. Предварительное теоретическое выявление потенциальных биомаркеров заболеваний среди метаболитов позволяет повысить эффективность экспериментального поиска летучих биомаркеров. Теоретический подход к поиску новых биомаркеров заболеваний основан на реконструкции метаболического пути потенциального соединения-биомаркера: выявлении ферментов, использующих в своих реакциях данное низкомолекулярное соединение, транскрипционных факторов, регулирующих работу генов ферментов и их связей с заболеваниями. Следует отметить, что установление связей между метаболитом и заболеваниями на основе ассоциаций «метаболит-транскрипционный фактор-заболевание» является совершенно новым подходом в задаче поиска метаболитов, которые могут быть маркерами заболеваний, а также маркерами полиморфизмов в регуляторных генах.
Цель работы заключалась в создании единой базы данных, содержащей информацию о метаболитах, имеющих потенциальное диагностическое значение, ферментах, использующих метаболиты в реакциях, транскрипционных факторах, регулирующих работу генов ферментов и их связях с заболеваниями, позволяющей повысить эффективность экспериментов по неинвазивной диагностике заболеваний и генотипированию.
Разработанная база данных ProMeDiA интегрирует в себе информацию, извлеченную из различных источников, включая фактографические базы данных, а также первоисточники в виде текстов научных публикаций. Применение современных компьютерных методов при создании базы данных обеспечило высокую актуальность представленной в ней информации. База данных включает разделы, посвященные метаболитам, ферментам, использующим метаболиты в своих реакциях, транскрипционным факторам, регулирующим экспрессию генов ферментов, связанных с метаболитами, а также заболеваниям. В базе данных ProMeDiA представлена информация по 7982 метаболитам, 7042 ферментам, 645 транскрипционным факторам и 3040 заболеваниям.
Использование базы данных ProMeDiA позволяет облегчить планирование экспериментов по выявлению летучих биомаркеров заболеваний и генотипированию. С использованием базы данных ProMeDiA на примере аспергиллеза, вызванного Aspergillus Fumigatus, проведен анализ летучих соединений - продуктов или субстратов реакций, в которых участвуют ферменты человека, ассоциированные с данным заболеванием. На основании информации о физико-химических свойствах метаболитов, участвующих в реакциях ферментов, обнаруженных у грибов вида A. Fumigatus, предложены потенциальные летучие биомаркеры зараженности аспергиллезом. На примере шизофрении показано, что увеличение концентрации транс-3-метил-2-гексановой кислоты может быть связано с мутациями в гене дофамин-β-гидроксилазы, а также в генах транскрипционных факторах CREB и YY1, таким образом, транс-3-метил-2-гексановая кислота может являться потенциальным биомаркером для генотипирования.
Работа поддержана междисциплинарным интеграционным проектом СО РАН №94.