在当今组学时代，整合各层次高通量组学数据来揭开生物学行为背后的机制，正成为系统生物学研究的重要方向。条件限制模拟(Constraint-Based Modeling，CBM)方法已成功应用于代谢网络模拟领域，并开始整合转录组或蛋白质组等基因表达数据来进行系统分析;而源自现代工程控制领域的鲁棒性分析可被引入CBM模型，以研究生物的动念变化过程。然而，当前代谢网络模拟与基因表达数据整合分析研究仍有很大的改进空间，如理论预测与实验证据的关联性分析，代谢网络动态性功能预测及其表示方法等。本研究中，我们提出通过鲁棒性分析整合代谢网络与差异蛋白质组数据，实现计算机模拟和实验数据的有效关联。　　本研究选择两种典型的嗜热菌，海栖热袍菌（Thermotoga maritima，T.maritima）和腾冲嗜热厌氧菌（Thermoanaerobacter tengcongensis，T.tengcongensis）作为研究对象，其中完整的海栖热袍菌中心代谢网络已见报道，而腾冲嗜热厌氧菌的中心代谢通路尚待完善。我们构建了腾冲嗜热厌氧菌中心代谢网络。将温度设为影响细胞生长的扰动因素，收集了两种嗜热菌在温度扰动下的差异蛋白质组。我们假设，蛋白质丰度与相应代谢反应通量存在相关性，这样通过反应通量与细胞生长速率间的鲁棒性分析，可将蛋白质组整合入代谢网络。同时，我们发展了一种图形展示方法，以描绘在扰动条件下细胞功能的动态响应。海栖热袍菌中心代谢网络包括645个反应，503个代谢物和478个基因。对于中心代谢通路尚不完整的腾冲嗜热厌氧菌，我们用气相色谱-质谱仪（Gas Chromatography-MassSpectrometry，GC-MS）测定来源自1-13C-葡萄糖代谢的体内代谢物，利用同位素峰标记检测结果，发现中心代谢通路中可能的代谢产物以及对应的酶促反应。我们找到了在腾冲嗜热厌氧菌基因组注释中缺失的Re-柠檬酸合成酶和柠苹酸合成酶。由此构建了腾冲嗜热厌氧菌中心代谢网络，包括253个反应，227个代谢物和236个基因。完整的中心代谢反应为后续代谢网络模拟提供了坚实的基础。应用2DE和iTRAQ定量蛋白质组技术，我们鉴定了腾冲嗜热厌氧菌在温度扰动条件下的差异蛋白质组，其中有28个蛋白质（催化30个代谢反应）落入了所构建的腾冲嗜热厌氧菌中心代谢网络。而应用2DE方法，在温度扰动下，海栖热袍菌胞浆和膜两个组分中共鉴定到78个差异蛋白质，其中有19个蛋白质（催化25个代谢反应）落入其中心代谢网络。同时，两种嗜热菌在温度扰动下的细胞生长速率也被记录。我们对这两个不同代谢网络进行鲁棒性分析，研究了细胞生长速率与代谢反应通量变化的关系，其中反应通量的变化由参与催化反应的蛋白质丰度变化而推测致。腾冲嗜热厌氧菌中，在约73％的反应(22/30)中，预测的细胞生长速率变化趋势与观测结果一致。而在海栖热袍菌中，在80％的反应(20/25)中，预测结果与实验现象一致。由此得出结论，在温度扰动情况下，蛋白质组变化基本上可视同相关代谢反应通量，特别是中心代谢反应通量，的变化指针，而反应通量变化可进一步影响细胞生长速率。通过两种嗜热菌的独立代谢网络模型、及其不同蛋白质组数据集的相关分析，有力地证明了鲁棒性分析可应用于代谢网络与蛋白质组的整合，可用于预测扰动情况下细胞表型的动态变化，可从代谢网络层次上揭示蛋白质组变化蕴藏的含义。当然，这一整合分析方法也将有助于更好地发掘嗜热菌在高温条件下的生存机理。