阿維鏈霉菌MA-4680基因組尺度代謝網(wǎng)絡(luò)的整合重構(gòu).pdf

1、近年來(lái)，作為系統(tǒng)生物學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，全基因組尺度代謝網(wǎng)絡(luò)模型(GSMM)的研究得到迅速的發(fā)展。它通過(guò)整合基因組注釋數(shù)據(jù)和生化數(shù)據(jù)收集目標(biāo)物種的所有反應(yīng)來(lái)構(gòu)建化學(xué)計(jì)量學(xué)數(shù)學(xué)模型，連接起基因組學(xué)研究和代謝表型研究，為人們提供了一個(gè)窺探整個(gè)細(xì)胞的理想視角。構(gòu)建基因組尺度代謝網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)于生命科學(xué)理論研究以及通過(guò)代謝工程優(yōu)化菌種等生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的意義。
　　本論文以阿維鏈霉菌MA-4680作為建模的目標(biāo)菌株，通過(guò)全面整合來(lái)源于多個(gè)生物信

2、息數(shù)據(jù)庫(kù)的基因組注釋信息和生化反應(yīng)信息，結(jié)合文獻(xiàn)、生化書籍、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及計(jì)算機(jī)輔助校正，初步構(gòu)建了該菌種的基因組尺度的代謝模型—SavNet。本模型充分利用了目前常用的基因注釋和生化反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)資源，包括KEGG、BioCyc、NCBI(Entrez)、Uniprot、CMR、The Seed(ModelSeed)、BRENDA等，以半自動(dòng)比對(duì)去冗方法，遞歸式地全面整合多渠道來(lái)源的信息，得到的初級(jí)模型彌補(bǔ)單一數(shù)據(jù)來(lái)源的欠缺。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步人工

3、反復(fù)修正和計(jì)算機(jī)計(jì)算修正，模型得到精煉，最終包括1077個(gè)基因、1145條反應(yīng)、596個(gè)酶以及936個(gè)代謝物質(zhì)。通過(guò)模擬SavNet模型在測(cè)試培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)，驗(yàn)證了菌株可以利用葡萄糖、蔗糖、甘油、木糖等底物作為唯一碳源。從拓?fù)鋵W(xué)角度分析SavNet模型，符合“無(wú)尺度”和“小世界”的生物網(wǎng)絡(luò)屬性。最后，模型存儲(chǔ)于Excel列表以及系統(tǒng)生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記格式SBML，以便于其進(jìn)一步修正和應(yīng)用。
　　本論文首次為阿維鏈霉菌構(gòu)建其基因組尺度的