代謝網(wǎng)絡模型運輸反應添加及其在副產(chǎn)物分析中的應用.pdf

1、隨著高通量分析的快速發(fā)展和海量數(shù)據(jù)的不斷積累,代謝網(wǎng)絡模型的應用越來越廣泛。然而代謝網(wǎng)絡模型的構建速度還遠遠跟不上基因測序的增長速度,究其原因,主要是網(wǎng)絡模型構建過程中的許多步驟需要大量的人工操作,費時費力,網(wǎng)絡構建的自動化程度較低是導致模型構建緩慢的最主要因素之一。其中,運輸反應的添加是利用模型進行通量平衡分析非常重要的步驟,運輸反應直接表達了生物系統(tǒng)的輸入和輸出,同時,運輸反應的添加也是需要大量人工工作的部分。
　　本文首先基

2、于已構建的基因組尺度代謝網(wǎng)絡模型,提取了48個模型中所包括的運輸反應和外部代謝物,通過對這些反應的歸納和整理,得到一個網(wǎng)絡運輸反應數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集已上傳到基因組尺度代謝網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫(GenomeScaleMetabolicNetworkDatabase,GSMNDBhttp://synbio.tju.edu.cn/GSMNDB/Pages/transport.htm)中,并提供菌種檢索和代謝物檢索,為基因組尺度代謝網(wǎng)絡模型的構建者和研究者

3、提供了一個較全面系統(tǒng)的運輸反應信息平臺。并且在該數(shù)據(jù)庫的基礎上,對運輸反應半自動化添加的方法進行了討論。
　　另一方面,本文通過對運輸反應的分析和模擬預測了不同菌體生長狀態(tài)下,尤其是不同的氧氣限制條件下大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的副產(chǎn)物排出順序。敲除優(yōu)先于目標產(chǎn)物的副產(chǎn)物的合成途徑或者運輸途徑就可以大大提高目標產(chǎn)物的得率,例如通過敲除乙酸激酶、乙醇脫氫酶和放大乳酸脫氫酶來提高乳酸的產(chǎn)量。一些模擬結(jié)果已經(jīng)通過文獻得到證實,所以得到的理論