KEGG

AI TOOL PROFILE工具资料

京都基因与基因组百科全书,用通路图把基因、代谢物和疾病连成一张网

官网地址 https://www.genome.jp/kegg/

访问官网
价格官网未公开定价与免费额度
平台Web
归类数据分析
收录2026-01-01
复核2026-01-01
编辑评分 4.0 / 5

KEGG编辑总结

EDITOR REVIEW编辑评测

KEGG 全称 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,由日本京都大学生物信息学中心的 Kanehisa 实验室于 1995 年建立,是生信研究中的基础数据库。它把基因组信息与通路、模块、KO 功能注释、化合物、酶、疾病和药物等条目组织成可检索、可映射的知识体系,并提供 KEGG Mapper、BlastKOALA、GhostKOALA 等配套分析工具。主要短板是官网本身没有公开定价与使用额度,商用授权范围也需要单独确认。

KEGG是什么?

KEGG 是由日本京都大学生物信息学中心 Kanehisa 实验室于 1995 年建立的生物信息学数据库,目标是让计算机能够预测细胞中的复杂通路与生物行为。它面向做基因功能、代谢通路和组学数据分析的研究人员。

数据库由多个相互关联的部分组成:PATHWAY 提供 KEGG pathway maps,BRITE 提供层级与表格,MODULE 提供功能单元,KO 是功能直系同源注释,GENES 收录基因与蛋白,GENOME 收录基因组,COMPOUND、GLYCAN、REACTION、ENZYME 覆盖化合物、聚糖、生化反应和酶命名,NETWORK、DISEASE、DRUG 则对应疾病相关网络变异、人类疾病和药物条目,MEDICUS 是健康信息资源。辅助分析工具包括 KEGG Mapper、KEGG Syntax、BlastKOALA、GhostKOALA、BLAST / FASTA 和 SIMCOMP。

普通研究者通常从 PATHWAY 或 KEGG Mapper 入手,把差异基因列表映射到通路图上;做功能注释的人会用 BlastKOALA 或 GhostKOALA 给序列批量打 KO;做药物或疾病研究的人会检索 DRUG、DISEASE 和 NETWORK 条目。

KEGG核心功能

CAPABILITIES工具标签

通路图数据库

PATHWAY 收录 KEGG pathway maps,可按物种或物种组查看。全局代谢图(map 编号以 011、012、013 开头)支持按 KO 或按 module 着色,可在 Pathway viewer 的 Image 选项里切换。

KO 与基因注释

KO(KEGG Orthology)提供功能直系同源注释,GENES 收录基因与蛋白并带 KO statistics,GENOME 收录基因组,还提供病毒与分类学文件以及各物种的 KO 组成数据。

KEGG Mapper

用于 PATHWAY、BRITE 和 MODULE 的映射分析,把用户自己的基因或分子列表投到 KEGG 通路上,是差异基因富集结果落到通路图的常用入口。

KEGG Syntax

按保守基因集比较生物体、生物体组和病毒的分类学分析工具,官网把它作为新文章单独介绍,适合做跨物种基因库层面的对比。

BlastKOALA 与 GhostKOALA

两个自动 KO 注释与 KEGG 映射工具:BlastKOALA 基于 BLAST,GhostKOALA 基于 GHOSTX,适合在没有实验注释的情况下给基因组或宏基因组序列批量补齐 KO 编号。

序列与结构比对

BLAST / FASTA 提供序列相似性搜索,SIMCOMP 提供化学结构相似性搜索,分别服务于序列层面的同源查找和化合物层面的结构比对。

化合物与反应数据

COMPOUND 收录代谢物和其他化学物质,GLYCAN 收录聚糖,REACTION 收录生化反应并包含 RModule,ENZYME 提供酶命名。反应模块数据集已从 MODULE 库迁到 REACTION 库,DBGET 检索 REACTION 会返回 R、RC、RM 三类条目。

疾病与药物条目

DISEASE 收录人类疾病并对应 ICD,DRUG 收录药物并对应 ATC 与靶点,NETWORK 收录疾病相关网络变异,MEDICUS 作为健康信息资源提供药品标签检索。被标为修饰肽的药物条目(如 D10025)额外提供 GraphML 表示。

基因集相似性比较

生物体组的相似性关系同时用 KO 组成和 module 组成计算,后者更能反映代谢能力上的相似。官网给出了原生生物在两种相似性树状图上的差异示例。

KEGG值不值得用?

VERDICT工具标签

做通路富集和功能注释时,KEGG 是绕不开的一环:KO、MODULE、PATHWAY 三层结构加上 KEGG Mapper,能把一份基因列表直接落到通路图上,跨物种比较和宏基因组注释也有 BlastKOALA、GhostKOALA、KEGG Syntax 三条现成路径。它更适合已经有序列或差异基因结果、需要做功能解释的科研流程,而不是拿来当临床或商业决策的唯一依据。授权和商用范围需要按官方页面确认。

建议选它的情况

  • 有差异基因列表,需要做通路富集与通路图可视化的研究项目
  • 做宏基因组或新基因组,需要批量补 KO 注释的团队
  • 需要跨物种、跨物种组比较保守基因集与代谢能力的比较基因组研究

不建议选它的情况

  • 只想要中文界面、开箱即用的商业富集分析平台,不想自己处理 KO 编号
  • 没有序列或注释输入,只想要现成结论的临床决策场景

KEGG使用建议

HOW TO USE工具标签
入门先把路子走对
  1. 先认四个入口首页直达 KEGG2 和 KEGG Table of Contents。先看 Table of Contents 里的 PATHWAY、BRITE、MODULE、KO 四个分类,比一上来就全局搜索更快找到你要的条目类型。
  2. 用 Genomes to pathways 选物种在 KEGG 顶栏、KEGG2 和 GENOME 页面的 Genomes to pathways 界面里输入物种代码(如 hsa)或物种组名,直接进入该物种的通路列表,也可以输入病毒 vtax 基因组和 vg、vp、ag 等 GENES 分类名。
  3. 映射先跑 KEGG Mapper把基因 ID 或 KO 编号列表粘进 KEGG Mapper,选 PATHWAY、BRITE 或 MODULE 作为映射对象,先看整体命中情况,再挑重点通路去读 pathway map。
  4. 序列注释走 KOALA需要给蛋白或基因组自动打 KO 时用 BlastKOALA,序列量大或想更快时用 GhostKOALA。两者都是注释加 KEGG 映射一条链,输出结果可以直接接后续模块分析。
进阶省时间也省钱
  1. 换模块着色看代谢在物种或物种组特异的通路列表里,编号以 011、012、013 开头的全局代谢图可以选择按 KO 或按 module 着色。打开 Pathway viewer 的 Image 选项切换模式,能更直观看出代谢模块层面的差异。
  2. 用 inter-organism module 看互作新引入的 inter-organism module 需要多个生物体组合才完整。在 Genomes to pathways 界面里输入「sme neu」,可以查看氮循环对应的 M01069,用来分析跨物种协同。
  3. 多项目联合验证模块对多个条目(如宿主与内共生体的 api buc)查询模块列表时,系统会用合并后的 KO 集合重新验证模块,看是否能多找出一些完整模块。做共生或群落研究时这个联合结果比单物种结果更有信息量。
  4. 相似性优先看 module 树生物体组的相似性同时有 KO 组成和 module 组成两种树状图。想比较代谢能力时优先看 module 组成的结果,KO 组成的树在功能基因层面更细,但会被大量非代谢基因稀释。

KEGG适合谁用?

WHO IS IT FOR工具标签

做富集分析的生信研究者

推荐

手上有一份差异基因列表,需要把结果落到通路图上解释生物学意义。KEGG Mapper 加 PATHWAY 是标准流程,适合论文里做功能层面的论证。

做宏基因组注释的团队

推荐

新测的基因组或宏基因组没有注释,需要批量补 KO。BlastKOALA 和 GhostKOALA 是现成入口,但要自己准备序列和后续整理结果。

做比较基因组的研究者

推荐

关心不同物种或物种组的保守基因集与代谢能力差异。KEGG Syntax 与 module 组成相似性树可以直接支撑这类分析。

做药物靶点与疾病研究的团队

推荐

DRUG 条目带 ATC 和靶点,DISEASE 对应 ICD,NETWORK 收录疾病相关网络变异。药物条目里被标为修饰肽的还提供 GraphML 表示。

想直接拿结论的临床使用者

不推荐

KEGG 是研究型数据库,输入是序列或基因列表,输出需要自己做功能解释。没有现成的临床决策结论,直接用于诊疗不合适。

没有生信背景的普通用户

有条件

界面是数据库和映射工具形态,术语密集(KO、module、pathway map),需要先理解这些概念才能用起来。

KEGG优点和缺点

PROS & CONS工具标签

优点

  • 1995 年起持续维护,PATHWAY、BRITE、MODULE、KO、GENES、GENOME、COMPOUND、DISEASE、DRUG 等子库齐全
  • 按物种或物种组查看通路,全局代谢图(011、012、013)支持按 KO 或按 module 着色
  • KEGG Mapper 可直接把基因或 KO 列表映射到 PATHWAY、BRITE、MODULE
  • BlastKOALA 与 GhostKOALA 覆盖 BLAST 和 GHOSTX 两种自动 KO 注释路径
  • 新增 inter-organism module,用多物种组合分析氮循环等跨物种过程
  • 生物体组相似性可同时用 KO 组成和 module 组成两种方式计算
  • 提供病毒基因组与 NCBI taxonomy ID 级别的物种组支持

缺点

  • 授权与商用范围需以官方页面为准
  • 界面以数据库条目和映射工具为主,缺少新手引导
  • 没有中文界面,术语依赖 KO、module、brite 等英文概念
  • KEGG Syntax 等新功能只有文章介绍,实操文档相对少

KEGG关键指标

MEASURED FACTS工具标签
指标数值数据来源
建立年份 1995 官网介绍

KEGG常见问题

FAQ工具标签
KEGG 是免费的吗?

。学术使用与商用使用是否需要单独授权,官网也没有在公开页面上说明清楚,涉及商业项目时需要通过官方渠道确认授权范围。

KEGG 现在的主力功能是什么?

核心是 PATHWAY、BRITE、MODULE、KO、GENES、GENOME、COMPOUND、GLYCAN、REACTION、ENZYME、NETWORK、DISEASE、DRUG 等数据库,加上 KEGG Mapper、KEGG Syntax、BlastKOALA、GhostKOALA、BLAST / FASTA、SIMCOMP 等分析工具。

做富集分析该用哪个工具?

如果手上是基因列表或 KO 编号,用 KEGG Mapper 映射到 PATHWAY、BRITE 或 MODULE;如果手上是未注释的序列,先用 BlastKOALA(基于 BLAST)或 GhostKOALA(基于 GHOSTX)打 KO,再走映射流程。

inter-organism module 是什么,怎么用?

它是需要多个生物体组合才完整的新模块类型。可以进入 Genomes to pathways 界面,输入「sme neu」这样的组合,查看氮循环对应的 M01069,用来分析跨物种协同过程。

全局代谢图的着色模式能改吗?

可以。编号以 011、012、013 开头的全局代谢图支持按 KO 或按 module 着色。在 Pathway viewer 里打开 Image 选项即可切换模式。

病毒基因组怎么查?

KEGG 顶栏、KEGG2 和 GENOME 页面的 Genomes to pathways 界面现在接受病毒 vtax 基因组,以及 vg、vp、ag 这几个 GENES 分类名。GENOME 子库本身也单独提供了病毒条目入口。

KEGG 和同类数据库怎么选?

要判断是否适用,可以看你的输入是什么:有基因列表和 KO 编号就直接用 KEGG Mapper 与 PATHWAY,有未注释序列就先用 BlastKOALA 或 GhostKOALA,做跨物种比较则看 KEGG Syntax 和 module 组成相似性。

KEGG最新动态

CHANGELOG工具标签
  1. Genomes to pathways 界面支持病毒基因组

    KEGG 顶栏、KEGG2 和 GENOME 页面的 Genomes to pathways 界面(原 show_organism 界面)接受病毒 vtax 基因组以及 vg、vp、ag 等 GENES 分类名。

  2. 新增 inter-organism module

    引入需要多个生物体组合才完整的模块类型。在 Genomes to pathways 界面输入「sme neu」可查看氮循环对应的 M01069。

  3. 生物体组相似性增加 module 组成算法

    相似性关系同时用 KO 组成和 module 组成计算,后者更能代表代谢能力的相似程度,官网给出了原生生物在两种树状图上的差异示例。

  4. 反应模块迁入 REACTION 库

    rmodule 数据集从 MODULE 数据库移到 REACTION 数据库,DBGET 检索 REACTION 现在返回反应(R)、反应类别(RC)和反应模块(RM)三类条目。