Lactococcus lactis NZ9000代谢网络模型的构建及分析

发布时间：2023-04-03 01:08

　　随着后基因组时代的到来,工业微生物的代谢工程改造在工业生产上发挥着越来越重要的作用。基因组规模代谢网络模型(Genome-scale metabolic model,GSMM)将生物体内所有已知的代谢信息进行整合,为全局理解生物体的代谢状态和理性指导代谢工程改造提供了良好的平台。本研究以乳酸乳球菌NZ9000作为目标菌株,通过构建其特有的GSMM对其生理特性和代谢能力进行分析,以期为全局掌握L.lactis NZ9000的胞内代谢机制和指导该模式菌株的代谢工程理性改造提供新工具。主要研究内容如下:(1)依据最新公布的L.lactis NZ9000的全基因组序列,使用基因组功能注释和比较基因组学相结合的半自动构建方法,基于MATLAB平台完成了L.lactis NZ9000的基因组规模代谢网络模型i WK560的构建。模型iWK560包含560个基因,668个代谢物,840个反应。基因覆盖率达到23.89%,840个反应分别分布于细胞内和细胞外两个区间,其中有明确基因关联的反应有638个,占比76%。(2)对模型进行性能参数验证。经碳源利用能力分析发现,L.lactis NZ9000可利...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 乳酸菌及其应用
    1.2 基因组规模代谢网络模型
        1.2.1 系统生物学
        1.2.2 基因组规模代谢网络模型及其发展现状
        1.2.3 基因组规模代谢网络模型构建流程及工具
        1.2.4 基因组规模代谢网络模型的应用
    1.3 本论文立题依据和研究意义
    1.4 本论文主要研究内容
第二章 材料与方法
    2.1 模型构建分析材料与方法
        2.1.1 L.lactis NZ9000 基因组规模代谢网络模型的构建
        2.1.2 模拟分析
    2.2 湿实验材料与方法
        2.2.1 试剂
        2.2.2 器材
        2.2.3 菌株、培养基及培养条件
        2.2.4 生物量及菌体干重测定
        2.2.5 碳源及氨基酸利用能力实验
第三章 结果与讨论
    3.1 基因组规模代谢网络模型的构建
        3.1.1 基因组功能注释与草图模型的获得
        3.1.2 代谢网络模型精炼
        3.1.3 数学模型的转换
        3.1.4 模型的调试与评估
    3.2 基因组规模代谢网络模型的验证
        3.2.1 碳源及氨基酸利用能力验证
        3.2.2 性能参数验证
    3.3 基因组规模代谢网络模型生理功能分析
        3.3.1 iWK560的特征
        3.3.2 基于模型预测分析菌株生长的必需基因和必需反应
        3.3.3 基于模型指导的培养基优化
        3.3.4 基于模型的中心碳代谢网络分析
        3.3.5 基于模型分析L.lactis NZ9000 作为细胞工厂产物生成能力
    3.4 基于模型分析提高2,3-BDO产量的策略研究
        3.4.1 S-BDO合成代谢流及代谢节点分析
        3.4.2 提高S-BDO产量的靶点预测与分析
        3.4.3 基于模型分析提高S-BDO产量的策略指导
主要结论与展望
    主要结论
    展望
致谢
参考文献
附录 :作者在攻读硕士期间发表的论文
附表一:在反应水平进行模型精细化



本文编号：3780339