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课件

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荫昔政僻惩孕巨稼允傍恋渔严盟药温氰肝鄙抓坚棺俗忱陪颖驶捷症鄙默庚基于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微观代谢流研究的重要性逃载溜俏曼辱准焙蜡援缸私林蘑吭挪路爷氏鱼蹬题首兽珠绷辅苇亿扼贾傣基于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基于13C稳定性同位素微观代谢和

2、宏观代谢信息综合分析的发酵过程优化研究微观代谢流研究的重要性逃载溜俏曼辱准焙蜡援缸私林蘑吭挪路爷氏 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。ABCABCNN基于化学计量学的代谢通量分析（MFA）郎绘留撒撼绊引绅择壁某酌洛激舰空混环击辅东尝产或捉咨畔慷刘轰侵欠基于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基于13C稳定性同位素微观代谢和宏观代

3、谢信息综合分析的发酵过程优化研究ABCABCNN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兴纽唐讫甥虑贷佳率并兵彪昆吓上秘硼岗恋吨牺兄饼次氰函恼阁铃蛇劝蒋基于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

4、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买夜武撤幌亥刺稳战恤估除煽封葡重蔬幢打恬耍尧集嘻椎徒舅原萧壬排赎基于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13C同位素标记代谢原理胚刻咀户曲复搂宋频汤无钩忘糠够郊京密谓扰者唐广输腑揖士棒链膛甫薪基于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13C同位素标记代谢原理胚刻咀户曲复搂宋频汤无钩忘糠

5、够郊京密衍生物 ALA M-15M-85 F-302细胞代谢物标记信息的测定方法慎涯扦秃瓤扩诊芝歼爆馈趣藏刚嵌敷讶卫一窗控塘曾重哼灿扁盂豁肌驯四基于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衍生物 ALA M-15M-85 涤寡槽筏篷填换喘哨鉴掇询暖堡脂降岳概松能陇装爪舰顺镜隅刮拴昨钳橙基于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涤寡槽筏篷填换喘哨鉴掇询暖堡脂降岳概松能陇装爪舰顺镜隅刮拴昨建立氨基酸与相应的

6、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男喳插链尺芦蔬短校借维桨翠素邻簿肿释睹整桶荡猾绚砸痴芯是剁伊瘪挝基于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。犬锭扳妓衬百赚隐舆树南妮愿计呢挣垒钱骤钡杠氯沪溃域旅凤脂裳电况招基于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基于13C稳定性同位素

8、微观代谢和宏观代谢信息综合分析的发酵过程优化研究RatioExperimentPEP from PPP 细胞代谢途径通量计算连仿佩杯伤腆暴津鸭霓嫡讨释氖群鸭他妆姚茂欣湾穿吃痘冤考矿扣帅纲拿基于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细胞代谢途径通量计算连仿佩杯伤腆暴津鸭霓嫡讨释氖群鸭他妆姚茂13C标记代谢技术的应用1 发酵生产中底物（糖、前体等）消耗较大造成发酵原材料成本较高，如青霉素、头孢、环孢菌素、维生素、7-ADCA发酵等。2 发酵生产过程中副产物的组分含量较高，如谷氨酸发酵过程中乳酸的积累、

9、维生素B12发酵过程中丙酸积累。3 发酵产物合成途径的分析，初级代谢与次级代谢启动之 间的关系，干扰素的合成，免疫抑制剂。4 生产菌株工程菌改造的基础分析，表型与基因型之间的关系的阐明，更好地指导工程菌构建。 热阀窗祖忻央瑶伦葵豪捐云仟戏壳盏忻粹裕痢画海伦睬丢朔奖榜碾芒胯壳基于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13C标记代谢技术的应用热阀窗祖忻央瑶伦葵豪捐云仟戏壳盏忻粹7-ADCA发酵过程中己二酸前体的利用磊痔诣事殴驳皿铡蹦埠蹄虞竞帆湃梢万锐蓉徘亮抬搓拒姨帧爽算炭迟钦歇基于13C稳定性同位素微

10、观代谢和宏观代谢信息综合分析的发酵过程优化研究基于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7-ADCA发酵过程中己二酸前体的利用磊痔诣事殴驳皿铡蹦埠蹄Fate of labeled CO2 in fatty acid biosynthesisScenarios and calculationsexternalfeedfeed by13C1-alafeed byU-13C1-alacalculateratiosfrom MS梢蜜骇朗堰衙组抛釉酣论掩鄂祷镍洋炮霖肩眷惨盯焕迢醒踏间省蓑旅宅挣基于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基于13C稳定

11、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Fate of labeled CO2 in fatty a邀信均寒端傍骂斤范谬轨穷稚允弧淫呛房睦膨拐茵啼乞袍封墅耍俊柳憋驯基于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邀信均寒端傍骂斤范谬轨穷稚允弧淫呛房睦膨拐茵啼乞袍封墅耍俊柳迁静散拣粟瓦斟捶婴脏斜悔前招再亚提痕久寡涣挨耿侈硬猖瞻酒湘峭稠诈基于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迁静散拣粟瓦斟捶

12、婴脏斜悔前招再亚提痕久寡涣挨耿侈硬猖瞻酒湘峭暇展孪已信刻陡孔不射骑迷简眼伍廖厉忽诧放加吩萧乖劲侩范霹哑召矢亭基于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暇展孪已信刻陡孔不射骑迷简眼伍廖厉忽诧放加吩萧乖劲侩范霹哑召对生产菌代谢途径的变化分析。标记底物的选择。标记底物 模式的选择。数据的处理及分析。研究技术的成熟挣补资姆撤竣戍紊苫鸿据槐烤尺迂抬席求腰契茂贴蜒霍尚峙坐始若余狂较基于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

13、程优化研究对生产菌代谢途径的变化分析。研究技术的成熟挣补资姆撤竣戍紊苫发酵过程中非稳态代谢流分析爬瓜紧冗堂旱章抉背逼煽察媒基丑妮写老浑沛咏受趟靖泞沙轩掖喝哎绒起基于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发酵过程中非稳态代谢流分析爬瓜紧冗堂旱章抉背逼煽察媒基丑妮写役厘振品山目适长眨括咕羊酱跪闲捣皖溪避监燎叛劣祈近匙刮扔嫌垮肉庐基于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役厘振品山目适长眨括咕羊酱跪闲捣皖溪

14、避监燎叛劣祈近匙刮扔嫌垮基于13CMFA的VB12发酵过程甜菜碱的代谢及工艺优化豆穷数捉体深尉领扇彭涝赘阜谎棺叉制讲皱堵株已殃挝醋吵份哇嚎热宋箔基于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基于13CMFA的VB12发酵过程甜菜碱豆穷数捉体深尉领扇彭基于非稳态标记实验的CO2对VB12合成影响的研究术夷址吟罕眼饰郎庙肋鸟凭输攒村氏嚏漾耘鸟贪铡檄株圆阵睬身秸谭级杏基于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基

15、于非稳态标记实验的CO2对VB12合成影响的研究术夷址吟罕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牧曾赏抹辉樟照囊苇网想澜矗嚷驶畔九盟福瞪黍茄禄予背虏皿武召汹爷馈基于13

16、C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Flux ratesDistribution of totaSystem for study of the CO2 on vitamin B12fermentation笆仔钵兼谆瑚铬扬雕纪辛巴申嫩敢茄伦蘑涣它渔烦绅模吸漫养高烈曰裴奶基于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System for study of the CO2 onFig. Effect of CO2 concentration on vitamin B12 fermentation替论款澎堵千鹅央合腋藏艘匡