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文檔簡介
1、蘇云金芽胞桿菌是目前世界上研究最多應(yīng)用最廣的殺蟲微生物,但當(dāng)前的研究主要集中在以還原論為指導(dǎo)思想的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法上。為了從系統(tǒng)水平上來描述、解釋和預(yù)測蘇云金芽胞桿菌細(xì)胞的功能和行為,加深對其細(xì)胞組織原則的理解,并最終用于指導(dǎo)菌種優(yōu)選、發(fā)酵過程優(yōu)化等,本文由基因組數(shù)據(jù)重建了蘇云金芽胞桿菌的代謝網(wǎng)絡(luò),并從系統(tǒng)生物學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),分析了此代謝網(wǎng)絡(luò)的整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)的模塊化以及相關(guān)的代謝途徑。 代謝網(wǎng)絡(luò)的重建是對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能分析的前提
2、,本文首先從KEGG等相關(guān)數(shù)據(jù)庫中獲取蘇云金芽胞桿菌的基因組與所有代謝途徑信息,然后參照Ma和Zeng在KEGG代謝反應(yīng)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上進(jìn)行修正補(bǔ)充后得到的數(shù)據(jù)庫并查閱相關(guān)文獻(xiàn)對所得的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行必要的修正。最后,用節(jié)點(diǎn)表示代謝物,連線表示代謝物之間的反應(yīng),箭頭表示反應(yīng)的方向,即用代謝物圖來表示所得的代謝網(wǎng)絡(luò)。 隨后,本文根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的蝴蝶結(jié)結(jié)構(gòu)對蘇云金芽胞桿菌代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡化處理,通過對蝴蝶結(jié)的巨強(qiáng)連通體部分的研究,發(fā)現(xiàn)該部分包含了重
3、要的生物學(xué)功能模塊,其關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)具備重要的生物學(xué)意義。并且從以下幾個方面研究了該巨強(qiáng)連通體部分:1)平均路徑長度,即任意兩個結(jié)點(diǎn)能通過幾條邊的路徑建立連接;2)結(jié)合度分布,也就是一個結(jié)點(diǎn)有k條邊的概率P(k);3)魯棒性,主要是研究網(wǎng)絡(luò)的容錯與抗攻擊能力。結(jié)果表明該巨強(qiáng)連通體部分具備典型的“小世界”和“無標(biāo)度”特征。此外,由于細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)是高度模塊化的且具有與社會網(wǎng)絡(luò)類似的模塊化結(jié)構(gòu),為了進(jìn)一步分析復(fù)雜代謝網(wǎng)絡(luò)中蘊(yùn)含的功能信息,使用模擬退火算
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