基于13C稳定性同位素微观代谢和宏观代谢信息综合分析的发酵过程优化研究.ppt
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1、基于13C稳定性同位素微观代谢和宏观代谢信息综合分析的发酵过程优化研究,A Powerful Tool in Metabolic Engineering,微观代谢流研究的重要性,其理论基础是中间代谢物的拟稳态假设和物料的质量守恒定律。它是在构建好的细胞代谢网络的基础上,先假设代谢网络的中间代谢物都处于拟稳态,然后根据物料质量守恒定律写出符合该代谢网络的化学计量矩阵方程,再通过测量胞外底物消耗速率和代谢物分泌速率,最后计算得出整个代谢网络的流量分布。,A,B,C,A,B,C,N,N,基于化学计量学的代谢通量分析(MFA),局限性,能量平衡分析上,全面确定与能量相关的反应非常困难,原核生物中存在大
2、量无效循环,细胞中大量存在的可逆反应、双向反应、回补反应及并行反应中的净通量,13C代谢通量分析,典型的应用是在连续培养过程中使代谢达到拟稳态,利用菌体蛋白原氨基酸的标记信息,对中心代谢途径通量进行计算。,对数生长期和连续培养的拟稳态过程,13C同位素标记代谢原理,衍生物 ALA M-15,M-85 F-302,细胞代谢物标记信息的测定方法,建立氨基酸与相应的中心代谢途径中间物之间的碳原子映射矩阵对应关系,由测得的氨基酸的标记丰度分布信息推算出对应的中间代谢物的碳原子标记信息,由计算得到的对应中间代谢物的碳原子标记信息,进而计算出代谢流经各个途径的反应速率通量。,细胞代谢途径通量计算,13C标
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