不同生理狀態(tài)達烏爾黃鼠的乳酸通量控制分析與細胞因子網(wǎng)絡的研究.pdf

1、細胞代謝的調節(jié)和控制方式很多，其中以調控代謝通量(即代謝物生成與消耗的速率）的方式最重要。代謝控制分析(Metabolic Control Analysis，簡稱MCA)是在生化反應系統(tǒng)敏感性分析的基礎上發(fā)展起來的一種以系統(tǒng)觀點對細胞內代謝調控進行定量分析的理論和實驗方法，是一種研究分析代謝途徑中代謝控制在各個反應步驟之間如何分配的理論。代謝控制理論（MCT）認為指出了“限速步驟”觀念的局限性，認為代謝途徑中酶促反應步驟對代謝的控制作用

2、隨系統(tǒng)內外條件的改變而變化，對代謝通量起控制作用的往往是多步反應，控制步驟不一定發(fā)生在不可逆步驟，即所謂的“限速步驟”，可逆步驟也可能在通量控制中起重要作用。代謝控制分析常用的分析方法是一種基于擾動-響應的方法，即通過基因工程手段或加入抑制劑改變特定的酶的水平或活性，或者改變環(huán)境條件如底物濃度、PH值、溫度等。這樣可能存在通量控制系數(shù)的計算比較困難，需要對代謝途徑中的酶進行基因操作來獲得對酶活性的擾動，耗時費力等實際操作問題。
　

3、　本研究通過建立達烏爾黃鼠不同的生理狀態(tài)以獲得恒溫哺乳動物的不同溫度梯度，以此為“擾動”手段，運用相對簡單并實用的分析方法，對達烏爾黃鼠進行乳酸代謝通量控制分析。成功地對達烏爾黃鼠的代謝網(wǎng)絡進行了初步的重構并在此基礎上，對整個代謝網(wǎng)絡進行了子系統(tǒng)劃分，以便對其進行后續(xù)的乳酸通量控制分析。研究表明，通過乳酸通量控制分析并結合主成分分析方法，發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)穩(wěn)態(tài)下，脫氫酶對乳酸的通量具有非常大的調控作用，其中丙酮酸脫氫酶系、蘋果酸脫氫酶、異檸檬酸

4、脫氫酶系、丙酮酸激酶和α-酮戊二酸脫氫酶系的正調控作用最大，其中以丙酮酸脫氫酶系CJPDHC=0.28599、蘋果酸脫氫酶CJMDH=0.209252、異檸檬酸脫氫酶CJ ICDH=0.194837最為明顯，幾乎占到了通量控制總和的60％。同時，通量控制系數(shù)的分析結果同樣給出了在通量控制中起負調控作用的四個酶，分別是CJLDH=-0.11172，CJGAPDH=-0.08664，CJTPI=-0.10533，CJLDH=-0.11172

5、。他們分別表示了對乳酸通量起負調控作用程度的大小。其中CJLDH=-0.11172，這表明在乳酸通量的控制中，乳酸脫氫酶起到了負調控的作用。而傳統(tǒng)觀點中，對糖酵解過程起至關重要作用的己糖激酶與磷酸果糖激酶對乳酸通量的調控能力均較弱，分別為：CJHK=0.063011，CJPFK=0.050941。同時，繪制了不同生理狀態(tài)下達烏爾黃鼠的乳酸通量圖譜，并進行了代謝通量分析，其結果提示我們當機體處于不同的生理狀態(tài)時，乳酸可能起到了不同的生理作