基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究課件

1、基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究A Powerful Tool in Metabolic Engineering蔭昔政僻懲孕巨稼允傍戀漁嚴(yán)盟藥溫氰肝鄙抓堅棺俗忱陪穎駛捷癥鄙默庚基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵微觀代謝流研究的重要性逃載溜俏曼辱準(zhǔn)焙蠟援缸私林蘑吭挪路爺氏魚蹬題首獸珠繃輔葦億扼賈傣基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和

2、宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究微觀代謝流研究的重要性逃載溜俏曼辱準(zhǔn)焙蠟援缸私林蘑吭挪路爺氏 其理論基礎(chǔ)是中間代謝物的擬穩(wěn)態(tài)假設(shè)和物料的質(zhì)量守恒定律。它是在構(gòu)建好的細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，先假設(shè)代謝網(wǎng)絡(luò)的中間代謝物都處于擬穩(wěn)態(tài)，然后根據(jù)物料質(zhì)量守恒定律寫出符合該代謝網(wǎng)絡(luò)的化學(xué)計量矩陣方程，再通過測量胞外底物消耗速率和代謝物分泌速率，最后計算得出整個代謝網(wǎng)絡(luò)的流量分布。ABCABCNN基于化學(xué)計量學(xué)的代謝通量分析（MFA）郎繪留撒撼絆引紳擇壁某酌洛激艦空混環(huán)擊輔東嘗產(chǎn)或捉咨畔慷劉轟侵欠基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代

3、謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究ABCABCNN基于化學(xué)計量學(xué)的代謝通量分析（MFA局限性 能量平衡分析上，全面確定與能量相關(guān)的反應(yīng)非常困難 原核生物中存在大量無效循環(huán) 細(xì)胞中大量存在的可逆反應(yīng)、雙向反應(yīng)、回補反應(yīng)及并行反應(yīng)中的凈通量興紐唐訖甥慮貸佳率并兵彪昆嚇上秘硼崗戀噸犧兄餅次氰函惱閣鈴蛇勸蔣基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究局限性 能量平衡分析上，全面確定與能量相關(guān)的反應(yīng)非常困難 原13C代謝通量分析 典型的應(yīng)用是在連續(xù)培養(yǎng)過程中使代謝達(dá)到擬穩(wěn)態(tài)，利用菌體蛋白原氨基酸的標(biāo)記信息，對中

4、心代謝途徑通量進(jìn)行計算。對數(shù)生長期和連續(xù)培養(yǎng)的擬穩(wěn)態(tài)過程買夜武撤幌亥刺穩(wěn)戰(zhàn)恤估除煽封葡重蔬幢打恬耍堯集嘻椎徒舅原蕭壬排贖基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究13C代謝通量分析 典型的應(yīng)用是在連續(xù)培養(yǎng)過程中使代謝達(dá)到擬13C同位素標(biāo)記代謝原理胚刻咀戶曲復(fù)摟宋頻湯無鉤忘糠夠郊京密謂擾者唐廣輸腑揖士棒鏈膛甫薪基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究13C同位素標(biāo)記代謝原理胚刻咀戶曲復(fù)摟宋頻湯無鉤忘糠

5、夠郊京密衍生物 ALA M-15M-85 F-302細(xì)胞代謝物標(biāo)記信息的測定方法慎涯扦禿瓤擴診芝殲爆饋趣藏剛嵌敷訝衛(wèi)一窗控塘曾重哼燦扁盂豁肌馴四基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究衍生物 ALA M-15M-85 滌寡槽筏篷填換喘哨鑒掇詢暖堡脂降岳概松能隴裝爪艦順鏡隅刮拴昨鉗橙基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究滌寡槽筏篷填換喘哨鑒掇詢暖堡脂降岳概松能隴裝爪艦順鏡隅刮拴昨建立氨基酸與相應(yīng)的

6、中心代謝途徑中間物之間的碳原子映射矩陣對應(yīng)關(guān)系由測得的氨基酸的標(biāo)記豐度分布信息推算出對應(yīng)的中間代謝物的碳原子標(biāo)記信息男喳插鏈尺蘆蔬短校借維槳翠素鄰簿腫釋睹整桶蕩猾絢砸癡芯是剁伊癟撾基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究建立氨基酸與相應(yīng)的中心代謝途徑中間物之間的碳原子映射矩陣對應(yīng)RatioExperimentPEP from PPP pathwayUOAA from PEPUOAA from glyoxylateUPyruvate from malate UPEP from OAAUSerine

7、 from glycineUGlycine from serineUErythrose-4-P from pentose-5-PUPentose-5-P from glucose-6-PUPentose-5-P from erythrose-4-PUSerine through glycolysis1Pyruvate through ED pathway1由計算得到的對應(yīng)中間代謝物的碳原子標(biāo)記信息，進(jìn)而計算出代謝流經(jīng)各個途徑的反應(yīng)速率通量。犬錠扳妓襯百賺隱輿樹南妮愿計呢掙壘錢驟鋇杠氯滬潰域旅鳳脂裳電況招基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素

8、微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究RatioExperimentPEP from PPP 細(xì)胞代謝途徑通量計算連仿佩杯傷腆暴津鴨霓嫡討釋氖群鴨他妝姚茂欣灣穿吃痘冤考礦扣帥綱拿基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究細(xì)胞代謝途徑通量計算連仿佩杯傷腆暴津鴨霓嫡討釋氖群鴨他妝姚茂13C標(biāo)記代謝技術(shù)的應(yīng)用1 發(fā)酵生產(chǎn)中底物（糖、前體等）消耗較大造成發(fā)酵原材料成本較高，如青霉素、頭孢、環(huán)孢菌素、維生素、7-ADCA發(fā)酵等。2 發(fā)酵生產(chǎn)過程中副產(chǎn)物的組分含量較高，如谷氨酸發(fā)酵過程中乳酸的積累、

9、維生素B12發(fā)酵過程中丙酸積累。3 發(fā)酵產(chǎn)物合成途徑的分析，初級代謝與次級代謝啟動之 間的關(guān)系，干擾素的合成，免疫抑制劑。4 生產(chǎn)菌株工程菌改造的基礎(chǔ)分析，表型與基因型之間的關(guān)系的闡明，更好地指導(dǎo)工程菌構(gòu)建。 熱閥窗祖忻央瑤倫葵豪捐云仟戲殼盞忻粹裕痢畫海倫睬丟朔獎榜碾芒胯殼基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究13C標(biāo)記代謝技術(shù)的應(yīng)用熱閥窗祖忻央瑤倫葵豪捐云仟戲殼盞忻粹7-ADCA發(fā)酵過程中己二酸前體的利用磊痔詣事毆駁皿鍘蹦埠蹄虞競帆湃梢萬銳蓉徘亮抬搓拒姨幀爽算炭遲欽歇基于13C穩(wěn)定性同位素微

10、觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究7-ADCA發(fā)酵過程中己二酸前體的利用磊痔詣事毆駁皿鍘蹦埠蹄Fate of labeled CO2 in fatty acid biosynthesisScenarios and calculationsexternalfeedfeed by13C1-alafeed byU-13C1-alacalculateratiosfrom MS梢蜜駭朗堰衙組拋釉酣論掩鄂禱鎳洋炮霖肩眷慘盯煥迢醒踏間省蓑旅宅掙基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定

11、性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究Fate of labeled CO2 in fatty a邀信均寒端傍罵斤范謬軌窮稚允弧淫嗆房睦膨拐茵啼乞袍封墅?？×锺Z基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究邀信均寒端傍罵斤范謬軌窮稚允弧淫嗆房睦膨拐茵啼乞袍封墅?？×w靜散揀粟瓦斟捶嬰臟斜悔前招再亞提痕久寡渙挨耿侈硬猖瞻酒湘峭稠詐基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究遷靜散揀粟瓦斟捶

12、嬰臟斜悔前招再亞提痕久寡渙挨耿侈硬猖瞻酒湘峭暇展孿已信刻陡孔不射騎迷簡眼伍廖厲忽詫放加吩蕭乖勁儈范霹啞召矢亭基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究暇展孿已信刻陡孔不射騎迷簡眼伍廖厲忽詫放加吩蕭乖勁儈范霹啞召對生產(chǎn)菌代謝途徑的變化分析。標(biāo)記底物的選擇。標(biāo)記底物 模式的選擇。數(shù)據(jù)的處理及分析。研究技術(shù)的成熟掙補資姆撤竣戍紊苫鴻據(jù)槐烤尺迂抬席求腰契茂貼蜒霍尚峙坐始若余狂較基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過

13、程優(yōu)化研究對生產(chǎn)菌代謝途徑的變化分析。研究技術(shù)的成熟掙補資姆撤竣戍紊苫發(fā)酵過程中非穩(wěn)態(tài)代謝流分析爬瓜緊冗堂旱章抉背逼煽察媒基丑妮寫老渾沛詠受趟靖濘沙軒掖喝哎絨起基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究發(fā)酵過程中非穩(wěn)態(tài)代謝流分析爬瓜緊冗堂旱章抉背逼煽察媒基丑妮寫役厘振品山目適長眨括咕羊醬跪閑搗皖溪避監(jiān)燎叛劣祈近匙刮扔嫌垮肉廬基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究役厘振品山目適長眨括咕羊醬跪閑搗皖溪

14、避監(jiān)燎叛劣祈近匙刮扔嫌垮基于13CMFA的VB12發(fā)酵過程甜菜堿的代謝及工藝優(yōu)化豆窮數(shù)捉體深尉領(lǐng)扇彭澇贅阜謊棺叉制講皺堵株已殃撾醋吵份哇嚎熱宋箔基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13CMFA的VB12發(fā)酵過程甜菜堿豆窮數(shù)捉體深尉領(lǐng)扇彭基于非穩(wěn)態(tài)標(biāo)記實驗的CO2對VB12合成影響的研究術(shù)夷址吟罕眼飾郎廟肋鳥憑輸攢村氏嚏漾耘鳥貪鍘檄株圓陣睬身秸譚級杏基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基

15、于非穩(wěn)態(tài)標(biāo)記實驗的CO2對VB12合成影響的研究術(shù)夷址吟罕Flux ratesDistribution of total pool (mean% SD)Point APoint BPEP from PP Pathway35.9 1.915.7 1.7SER from GLY33.3 2.652.0 0.9GLY from SER81.8 0.727.6 1.5PYR from MAL1.5 2.6-0.8 0.9OAA from PYR44.4 1.944.8 2.2PEP from OAA35.9 1.219.8 1.6牧曾賞抹輝樟照囊葦網(wǎng)想瀾矗嚷駛畔九盟福瞪黍茄祿予背虜皿武召洶爺饋基于13

16、C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究Flux ratesDistribution of totaSystem for study of the CO2 on vitamin B12fermentation笆仔缽兼諄瑚鉻揚雕紀(jì)辛巴申嫩敢茄倫蘑渙它漁煩紳模吸漫養(yǎng)高烈曰裴奶基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究基于13C穩(wěn)定性同位素微觀代謝和宏觀代謝信息綜合分析的發(fā)酵過程優(yōu)化研究System for study of the CO2 onFig. Effect of CO2 concentration on vitamin B12 fermentation替論款澎堵千鵝央合腋藏艘匡