遺伝子の発現制御を考慮した微生物の代謝ネットワークのモデル化とシステム解析

考虑基因表达调控的微生物代谢网络建模和系统分析

基本信息

  • 批准号:
    12208037
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

我々はこれまで、生物の代謝調節制御機構を、生きたまま(in vivo)で解析するための手法を開発し、その有効性をバイオリアクター実験で検証してきた。最終的な開発目標は、遺伝子の発現制御機構を組み込んだ"定量的解析"のできるモデルの開発であるが、当面は培養環境を変えると細胞内代謝流束分布がどのように変化するかを調べ、ATP,NADH,NADPH等が代謝調節制御にどのような役割を果たしているかを検討している。具体的には、Corynebacterium glutamicumを用いたアミノ酸(リジン)発酵実験を行い、細胞内代謝物濃度、および酵素活性を測定して、代謝反応をモデル化した。次に、開発したモデルを用いて、MCA(metabolic control analysis)による代謝制御解析を行い、培養の中期でaspartokinaseの活性が、また後期ではpermeaseの活性が律速になっていることを見つけた。このことを検証するために、それぞれ、aspartokinaseとdihydrodipicolinateの酵素活性を高めた遺伝子組換え菌を構築し、後者ではリジンの生産性は向上しなかったが、前者の組換え菌は、確かにリジンの生産性を高めることがわかった。また、光合成を営むクロレラ細胞についても同様の検討を行い、培養環境である光やCO_2、それに糖の供給量の違いが細胞の代謝調節制御にどのような影響を及ぼすかを調べ、ATP収率や熱力学的効率等について考察した。さて、上記解析の基礎となる代謝流束分布は、測定できる各種比速度と代謝量論式を用いて、物質収支から計算しているが、リサイクルを含むTCA回路や、分岐してまた合流するペントースリン酸経路等の詳細な代謝流束分布は本格的に求めることができない。そこで現在は、この点を克服するために、GC-MSおよび^1H-^<13>C2次元NMRを用いた解析法について検討中である。
我々はこれまで、Biological metabolic regulation control mechanismを、生きたまま(in Vivo) is used to analyze the technique, open the method, and prove the effectiveness of the test. The final target of the development is "Quantitative analysis" of the control mechanism of the control mechanism, "Quantitative analysis" of the control mechanism, "Intracellular metabolism of the culture environment in person" Flow distribution, ATP, NADH, NADP H and other がmetabolism regulation control にどのようなservice cut をfruit たしているかを検椟している. Concrete には、Corynebacterium glutamicum was measured using いたアミノ acid (リジン) 発箟験を行い, intracellular metabolite concentration, および enzyme activity, and metabolic reaction した. Tsurugi, Kaikou Kaikou, MCA (metabolic control analysis) Metabolic control analysis, aspartokinase activity in the middle stage of culture, and permease activity in the late stage of culture, rhythm speed and speed.このことを検证するために、それぞれ、aspartokinaseとdihydrodipicolinateのenzyme activityを高めた缝The subgroup is replaced by bacteria and construction, and the latter is productive and up-to-date, The former is a combination of fungi and high productivity.また, Photosynthetic を営むクロレラ cell についても同様の検question を行い, Culture environment である光やCO_2, それにsugar の supply amount The effects of metabolic regulation of cells and the efficiency of ATP yield and thermodynamics were investigated.さて, the basis of the analysis mentioned above, となるmetabolic flux distribution, measurement of various specific velocities and metabolic mass theory formulas, いて, material budget calculation, しているが, リサイクルを合むTCA Loop や、divergent してまたconvergence するペントースリンThe details of metabolic flux distribution and so on are as follows:そこでNow は, このPoint を overcome するために, GC-MS および^1H-^<13>C2-dimensional NMR を いたanalytical method について検恧ある.

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hua,Q.,C.Yang.,K.Shimizu: "Metabolic Control Analysis for Lysine Synthesis using C.glutamicum and Experimental Verification"J.Bioscience & Bioengineering. 90. 184-192 (2000)
Hua,Q.,C.Yang.,K.Shimizu:“使用谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的代谢控制分析和实验验证”J.Bioscience
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考虑基因表达调控的微生物代谢网络建模和系统分析
  • 批准号:
    13208026
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
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ネオファジィニューロンと遺伝アルゴリズムによる遺伝子組換え菌のオンライン制御培養
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  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    06650921
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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    05650805
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
バイオリアクタ-の学習制御
生物反应器学习控制
  • 批准号:
    01550731
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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