大肠杆菌基因缺失菌株中碳中心代谢系统的通量平衡分析和通量变异分析
FBA and FVA Analysis of Central Carbon Metabolism in E. coli Deletion Mutants
DOI: 10.12677/HJCB.2013.33003, PDF, HTML, XML, 下载: 4,292  浏览: 18,038  国家自然科学基金支持
作者: 申 铁, 乙 引:贵州师范大学生命科学学院;贵州省植物生理与发育重点实验室;金杰军, 文 汉*, 芮 斌*:安徽农业大学生命科学学院
关键词: 大肠杆菌通量平衡分析通量变化分析代谢通量E. coli; Flux Blance Analysis; Flux Variality Analysis; Metabolic Flux; Enzyme
摘要: 大肠杆菌(E. coli)因其遗传信息简单且容易培养而被广泛用作各种生物化学、生物技术研究等的模式微生物。本文首先通过COBRA工具包构建了大肠杆菌碳中心代谢系统的小规模网络,然后分别模拟敲除了其中的25种酶,并利用代谢通量平衡分析和代谢通量变异分析研究了基因敲除后的代谢网络。通过这些结果的综合分析,我们可以推断大肠杆菌碳中心代谢系统的不同的酶对整个体系的作用。
Abstract: E. coli has clear genetic background and is easy to be cultured, so it has been widely used in a variety of biochemistry, biotechnology research as the mode microorganisms. In this work, a small E. coli metabolic system has been built in the cobra workspace. 25 enzymes in the metabolic system were separately knocked out and the metabolic system was investigated by FBA (flux balance analysis) and FVA (flux variability analysis). By combing the outcome of the analysis, we could infer the role played by the various enzymes in the E. coli metabolic system.
文章引用:申铁, 金杰军, 乙引, 文汉, 芮斌. 大肠杆菌基因缺失菌株中碳中心代谢系统的通量平衡分析和通量变异分析[J]. 计算生物学, 2013, 3(3): 15-19. http://dx.doi.org/10.12677/HJCB.2013.33003

参考文献

[1] 花强, 杨琛. 代谢流量比率分析及其在代谢工程中的应用[J].生物工程学报, 2009, 25(9): 1303-1311.
[2] 史晋辉. 细胞代谢过程分析及模型优化[J]. 生命的化学, 2001, 21(1): 71-73.
[3] T. Shen, B. Rui, H. Zhou, et al. Metabolic flux ratio analysis and multi-objective optimization revealed a globally conserved and coordinated metabolic response of E. coli to paraquat-induced oxidative stress. Molecular BioSystems, 2012, 9 (1): 121-132.
[4] 杨志杰. 基于代谢流量分析的微生物细胞代谢特性研究[D].华东理工大学, 2011.
[5] 陈琦, 王卓, 魏冬青. 代谢网络流分析进展及应用[J]. 中国科学, 2010, 55(14): 1302-1309.
[6] 丁德武, 何小青, 陆克中等. 用约束法研究大肠杆菌代谢网络核心模型[J]. 计算机与应用化学, 2010, 27(6): 835-838.
[7] 李毅, 郑浩然, 钮俊清等. VFA: 一种可视化代谢网络建模工具[J]. 北京生物医学工程, 2008, 27(5): 490-494.
[8] 谭青乔, 陈宁, 王东洋. 代谢工程发展及应用[J]. 生物技术通讯, 2001, 12(2): 123-126.
[9] 魏春, 陈宁. 代谢网络定量分析研究进展[J]. 生物技术通讯, 2002, 13(3): 234-237.
[10] 马红武, 赵学明, 迟万忠. 应用Excel处理生化过程数据(I)代谢通量分析及代谢网络优化[J]. 计算机与应用化学,1998, 15(6): 274-278.
[11] A. T. Ekaterini. Growth possibilities of E. coli in natural waters. International Journal of Environmental Studies, 1997, 52(1-4): 67-73.
[12] K. Andrejs, S. Egils. Paint4Net.COBRA toolbox extension for visualization of stoi-chiometric models of metabolism. BioSys-tems, 2012, 109(2): 233-241.
[13] 蒋达. 代谢网络通量和结构分析[D]. 大连理工大学出版, 2006.
[14] 赵静. 细胞代谢网络的结构、功能与进化研究[D]. 上海交通大学, 2008.
[15] J. Schellenberger, R. Que, R. M. T. Fleming, et al. Quantitative prediction of cellular metabolism with constraint-based models: the COBRA Toolbox v2.0. Nature, 2011, 21(6): 1290-1307.