C40類(lèi)胡蘿卜素代謝網(wǎng)絡(luò)重建預(yù)測(cè)及大腸桿菌產(chǎn)番茄紅素的通量分析.pdf

1、類(lèi)胡蘿卜素是一類(lèi)由異戊二烯單元組成碳骨架的化合物，它們廣泛的存在于自然界中，具有許多的生理和藥理功能，對(duì)人類(lèi)健康有著重要的影響。盡管到目前為止至少有700多種類(lèi)胡蘿卜素已經(jīng)被分離和鑒別出來(lái)，但人們只對(duì)其中大約30％的類(lèi)胡蘿卜素有所研究。因此，整個(gè)類(lèi)胡蘿卜素代謝網(wǎng)絡(luò)有著極大的研究空間。番茄紅素作為一類(lèi)非常重要的工業(yè)類(lèi)胡蘿卜素，異源合成是目前研究的一個(gè)新方向，隨著系統(tǒng)生物學(xué)的迅速發(fā)展，在代謝工程設(shè)計(jì)中加入計(jì)算預(yù)測(cè)研究則能達(dá)到事半功倍的作用。

2、
　　 本文第一部分，通過(guò)對(duì)類(lèi)胡蘿卜素代謝反應(yīng)相關(guān)文獻(xiàn)的檢索，獲取了目前通過(guò)生化分析手段已經(jīng)得知的170個(gè)與類(lèi)胡羅卜素生物合成相關(guān)的生化反應(yīng)并將這些反應(yīng)輸入到BioPath.Database中。通過(guò)對(duì)BioPath.Database中存儲(chǔ)的791個(gè)類(lèi)胡蘿卜素分子及這170個(gè)已知代謝反應(yīng)的分析，最終選擇對(duì)類(lèi)胡蘿卜素中所占比例最大的C40類(lèi)的類(lèi)胡蘿卜素進(jìn)行研究，共涉及541個(gè)分子和138個(gè)反應(yīng)，通過(guò)對(duì)138個(gè)已知反應(yīng)，計(jì)算分析共得到

3、63個(gè)“反應(yīng)轉(zhuǎn)化規(guī)則”，將這些“反應(yīng)轉(zhuǎn)化規(guī)則”用于這541個(gè)C40類(lèi)胡蘿卜素分子，其中90％以上的類(lèi)胡蘿卜素能夠形成一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)，最終預(yù)測(cè)得到1104個(gè)反應(yīng)。隨后對(duì)這一預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了計(jì)算分析，包括轉(zhuǎn)化規(guī)則的全面性，預(yù)測(cè)未知的中間代謝產(chǎn)物，代謝網(wǎng)絡(luò)的連接度，預(yù)測(cè)途徑的準(zhǔn)確性和可行性。
　　 第二部分，通過(guò)引入MEP途徑，在iAF1260模型的基礎(chǔ)上搭建了大腸桿菌產(chǎn)番茄紅素的全基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行代謝通量平衡分析，