枯草芽孢杆菌高质量代谢网络的初步构建

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建立高质量的微生物代谢反应数据库是进行代谢网络定量分析和运用代谢工程技术改良菌种的基础,更是从宏观角度整体分析微生物的系统生物学的体现。目前国内外的研究方法主要是结合各种相关互联网数据库的信息和书籍、文献、专利以及实验事实和结果等对已有的数据库进行不断补充和完善或建立新的代谢反应数据库。 枯草芽孢杆菌自被发现以来,一直在工业及医药领域有着广泛的应用,对于该菌种的研究和改良也越来越多,但是对于其代谢网络了解的不完善一直影响着研究的进行。为了使研究者更加清晰的了解枯草芽孢杆菌的代谢网络并用以指导实验研究,本论文针对枯草芽孢杆菌,搜集了目前针对该菌研究最有权威的三个互联网数据库KEGG、Subtilist和Expasy的基因组注释信息和代谢反应信息,利用VBA语言编程,以KEGG数据库为基准,将三个数据库的信息分别按照BG no.和EC no.进行比对,使三个数据库的信息互为补充,得到了完整的枯草芽孢杆菌基因组信息,并通过KEGG数据库提供的KO项以及大量的文献查阅确定整合后数据库中信息的取舍,初步重构了高质量枯草芽孢杆菌代谢网络。本论文首次将代谢网络中的数据按照可信度进行标注,用以保证代谢网络的质量。在此工作的基础上,又进一步将代谢网络中一些特殊的基因和反应整理出来,以便于后续研究和代谢网络的扩展。目前该代谢网络包含768个基因、546个酶和1084个反应,共有1592个基因-酶-反应对应关系。并初步完成了无反应基因、酶号不全的基因、多底物酶、总反应、运输反应和亚基蛋白列表。
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