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

1、類胡蘿卜素是一類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，對人類健康有著重要的影響。盡管到目前為止至少有700多種類胡蘿卜素已經(jīng)被分離和鑒別出來，但人們只對其中大約30％的類胡蘿卜素有所研究。因此，整個類胡蘿卜素代謝網(wǎng)絡(luò)有著極大的研究空間。番茄紅素作為一類非常重要的工業(yè)類胡蘿卜素，異源合成是目前研究的一個新方向，隨著系統(tǒng)生物學的迅速發(fā)展，在代謝工程設(shè)計中加入計算預(yù)測研究則能達到事半功倍的作用。

2、
　　 本文第一部分，通過對類胡蘿卜素代謝反應(yīng)相關(guān)文獻的檢索，獲取了目前通過生化分析手段已經(jīng)得知的170個與類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。通過對BioPath.Database中存儲的791個類胡蘿卜素分子及這170個已知代謝反應(yīng)的分析，最終選擇對類胡蘿卜素中所占比例最大的C40類的類胡蘿卜素進行研究，共涉及541個分子和138個反應(yīng)，通過對138個已知反應(yīng)，計算分析共得到

3、63個“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C40類胡蘿卜素分子，其中90％以上的類胡蘿卜素能夠形成一個完整的網(wǎng)絡(luò)，最終預(yù)測得到1104個反應(yīng)。隨后對這一預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)進行了計算分析，包括轉(zhuǎn)化規(guī)則的全面性，預(yù)測未知的中間代謝產(chǎn)物，代謝網(wǎng)絡(luò)的連接度，預(yù)測途徑的準確性和可行性。
　　 第二部分，通過引入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)，通過對網(wǎng)絡(luò)進行代謝通量平衡分析，