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

1、分類號!壘魚圣≤UDC：密級：華東理工大學學位論文解脂耶氏酵母基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡模型的構建及分析潘鵬程指導教師姓名：花強教授華東理工大學生物工程學院申請學位級別：碩士專業(yè)名稱：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日學位授予單位：學位授予日期：華東理工大學唧懈6R21鏝答辯委員會主席：葉邦策評閱人：趙權宇李志敏華東理工大學碩士學位論文第1頁解脂耶氏酵母基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡模型的構建及分析摘要隨著全球經(jīng)濟

2、的迅速發(fā)展，能源日漸短缺的問題越來越突出，開發(fā)和利用可再生能源的需求也愈顯迫切。當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，且目前已研究出其利用疏水底物為唯一碳源的復雜機理。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其自身干重的50％?；蚪M的測序為生物學開辟了新的時代，從而可以在系統(tǒng)

3、水平上進行微生物的研究。代謝網(wǎng)絡重建已經(jīng)成為研究系統(tǒng)生物學不可或缺的工具。目前，解脂耶氏酵母的全基因組序列已經(jīng)測序，其組學信息日益積累。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，本文通過結合KEGG，ENZYME及BIGG等多個數(shù)據(jù)庫內(nèi)的基因組注釋信息及其他生理生化信息構建了解脂耶氏酵母的基因組規(guī)模的代謝網(wǎng)絡。此外，將KEGG和ENZYME數(shù)據(jù)庫中有關所有物種的蛋白和反應關聯(lián)信息整理到一個EXCEL表格中，

4、從而為其他物種代謝網(wǎng)絡的構建提供一個新的具有一定價值的數(shù)據(jù)庫。本文中構建的代謝網(wǎng)絡模型iYL619PCP包含有619個基因，843個代謝物和1142個反應。在1142個反應中有236個運輸反應，125個交換反應及13個自發(fā)反應。利用構建的該代謝網(wǎng)絡模型成功地預測了最小培養(yǎng)基及解脂耶氏酵母在不同底物下的生長能力。利用流平衡分析對模型實施單基因敲除和雙基因敲除，成功預測了模型內(nèi)的必需基因、非必需基因以及致死基因?qū)Γ瑫r模擬了菌種的分批培養(yǎng)。