12853.解脂耶氏酵母基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建及分析

1、分類(lèi)號(hào)!壘魚(yú)圣≤UDC：密級(jí)：華東理工大學(xué)學(xué)位論文解脂耶氏酵母基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建及分析潘鵬程指導(dǎo)教師姓名：花強(qiáng)教授華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：生物化工論文定稿日期：2Q!三生三且2Z目論文答辯日期：2013年5月31日學(xué)位授予單位：學(xué)位授予日期：華東理工大學(xué)唧懈6R21鏝答辯委員會(huì)主席：葉邦策評(píng)閱人：趙權(quán)宇李志敏華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第1頁(yè)解脂耶氏酵母基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建及分析摘要隨著全球經(jīng)濟(jì)

2、的迅速發(fā)展，能源日漸短缺的問(wèn)題越來(lái)越突出，開(kāi)發(fā)和利用可再生能源的需求也愈顯迫切。當(dāng)前許多研究者在尋找能在體內(nèi)以油脂形式積累能量的合適微生物，利用這些微生物生產(chǎn)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源的新型能源。解脂耶氏酵母多生活在富含疏水性底物中，如烷烴或脂類(lèi)，且目前已研究出其利用疏水底物為唯一碳源的復(fù)雜機(jī)理。作為油脂酵母，解脂耶氏酵母可以在胞內(nèi)積累大量的油脂，某些情況下油脂積累量超過(guò)其自身干重的50％?；蚪M的測(cè)序?yàn)樯飳W(xué)開(kāi)辟了新的時(shí)代，從而可以在系統(tǒng)

3、水平上進(jìn)行微生物的研究。代謝網(wǎng)絡(luò)重建已經(jīng)成為研究系統(tǒng)生物學(xué)不可或缺的工具。目前，解脂耶氏酵母的全基因組序列已經(jīng)測(cè)序，其組學(xué)信息日益積累。為了更好的在系統(tǒng)水平上理解解脂耶氏酵母的代謝特征，尋求提高油脂生產(chǎn)能力，本文通過(guò)結(jié)合KEGG，ENZYME及BIGG等多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的基因組注釋信息及其他生理生化信息構(gòu)建了解脂耶氏酵母的基因組規(guī)模的代謝網(wǎng)絡(luò)。此外，將KEGG和ENZYME數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)所有物種的蛋白和反應(yīng)關(guān)聯(lián)信息整理到一個(gè)EXCEL表格中，

4、從而為其他物種代謝網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供一個(gè)新的具有一定價(jià)值的數(shù)據(jù)庫(kù)。本文中構(gòu)建的代謝網(wǎng)絡(luò)模型iYL619PCP包含有619個(gè)基因，843個(gè)代謝物和1142個(gè)反應(yīng)。在1142個(gè)反應(yīng)中有236個(gè)運(yùn)輸反應(yīng)，125個(gè)交換反應(yīng)及13個(gè)自發(fā)反應(yīng)。利用構(gòu)建的該代謝網(wǎng)絡(luò)模型成功地預(yù)測(cè)了最小培養(yǎng)基及解脂耶氏酵母在不同底物下的生長(zhǎng)能力。利用流平衡分析對(duì)模型實(shí)施單基因敲除和雙基因敲除，成功預(yù)測(cè)了模型內(nèi)的必需基因、非必需基因以及致死基因?qū)Γ瑫r(shí)模擬了菌種的分批培養(yǎng)。