26705.39;13c代謝通量分析的介紹，改良和應(yīng)用

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文C代謝通量分析的介紹，改良和應(yīng)用姓名：申鐵申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：生物化學(xué)與分子生物學(xué)指導(dǎo)教師：施蘊渝20100428摘要II第一章的第一部分詳細(xì)介紹了13C代謝通量分析的基本理論。代謝通量分析的基礎(chǔ)是代謝通量擬穩(wěn)態(tài)假設(shè)。在此假設(shè)基礎(chǔ)上，可以建立各個代謝物的物質(zhì)平衡方程。13C代謝通量分析實驗在培養(yǎng)底物里引不完全13C標(biāo)記。13C會分布到所有代謝物中，而由于13C在代謝物中數(shù)量和位置的不同，可以得到同一種物質(zhì)

2、的不同的13C同模子和質(zhì)量同模子(同模子的一類特殊組合形式)。從同模子概念出發(fā)，通過原子轉(zhuǎn)移矩陣和同模子轉(zhuǎn)移矩陣，可以將物質(zhì)平衡方程推廣到同模子守恒方程。通過對中間代謝物建立同模子守恒方程組，可以得到代謝通量相對通量和代謝物的同模子分布之間的確定但是隱式關(guān)系。這個關(guān)系是一個較為復(fù)雜的多元二次方程組。當(dāng)我們測量了同模子分布的信息，依據(jù)此大規(guī)模的方程組和參數(shù)優(yōu)化的數(shù)值方法，可以反推出代謝通量相對通量。同時，通過構(gòu)建理論的測量值空間，利用Mo

3、nteCarlo采樣，仿照此求解過程，可以估計代謝通量的置信區(qū)間。第一章的第二部分詳細(xì)介紹了13C代謝通量分析的檢測技術(shù)對于估計最后的代謝通量而言，我們需要獲取兩方面的信息。一方面是關(guān)于同模子比例的信息。通過核磁波譜，可以獲得特定的同模子組合的比例信息。這包括非恒時的HSQC脈沖序列，它主要用于測量，單鍵相連接的13C異構(gòu)體組合；HSQC(HMQC)TOCSY，用于測量包含多個鍵的13C異構(gòu)體組合。通過質(zhì)譜，可以測量質(zhì)量同模子比例的信息

4、。另一方面是關(guān)于代謝物流出代謝體系的量值信息。一部分中間代謝物的流出量值通過細(xì)胞的生物質(zhì)的質(zhì)量和成分構(gòu)成；還有一部分中間代謝物的流出量值，通過測量這些中間代謝物在培養(yǎng)液中的殘留濃度來獲取。論文的第二章闡述了對13C質(zhì)量同模子檢測技術(shù)所作的改進，改進后的方法可以提高質(zhì)量同模子比例的測量確度，從而提高13C代謝通量分析的準(zhǔn)確度。第二章的第一部分詳細(xì)介紹了用質(zhì)譜進行13C質(zhì)量同模子檢測的基本假設(shè)，并對該假設(shè)進行了數(shù)學(xué)化的描述。利用該數(shù)學(xué)描述，