ارائه تحلیل سیستماتیک از رفتار دینامیک متابولیسم مرکزی در باکتری اشریشیا کلی: مدلسازی سینتیکی و شبیه سازی

به کارگیری قواعد مهندسی متابولیک در طراحی و تولید کارخانه های سلولی کارآمد، به میزان قابل توجهی به توانایی ما در ارائه تحلی لهای سیستماتیک از رفتار متابولیسم مرکزی کربن در توزیع کربن بین مسیرهای متابولیکی مختلف وابسته است. متابولیسممرکزی کربن شامل مسیرهای گلیکولیز، پنتوز فسفات و تری کربوکسیلیک اسید تنه اصلی همه مسیرهای متابولیکی در سلول به حساب می آید و کلیه مسیرهای فرعی از آن نشأت می گیرند. در این تحقیق یک مدل سینتیک از تمامی واکنش های متابولیسممرکزی کربن در باکتری اشریشیا کلی ارائه و پس از تخمین پارامترهای سینتیکی مدل با استفاده از داد ههای آزمایشگاهی، رفتار شبکه متابولیک مرکزی در پاسخ به پالس گلوکز شبیه سازی می گردد. از طریق مقایسه جواب مدل با نتایج آزمایشگاهی نشان دادهمی شود که تطابق قابل قبولی بین مدل و شبکه متابولیک وجود دارد. با تحلیل نمودا رهای غلظت-زمان متابولیت ها، نقاط کلیدی در تنظیم توزیع جریان کربن تخمین زده م یشوند. به عنوان نمونه، فسفوانول پیروات یک متابولیت کلیدی در کنترل جریان ورودیگلوکز تشخیص داده می شود. همچنین م یتوان از اصول و روابط موجود در تحلیل کنترل متابولیک، در کنار داد ههای حاصل از شبیه سازی مدل، برای محاسبه ضرایب کنترل متابولی تها بر روی واکن شهای مختلف شبکه استفاده کرد.