Кинетическое моделирование центрального метаболизма Escherichia coli

• Автор: Песков, Кирилл Витальевич
• Шифр специальности: 03.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Центральный метаболизм . i. Строение и принципы регуляции

1.1.1. Фосфотрансферазная система.

1.1.2. Гликолиз

1.1.3. Пентозомонофосфатныи шунт и путь ЭнтнсраДудорова.

1.1.4. Цикл трнкарбоновых кислот и глиоксилатныи шунт.

1.1.5. Глюконеогенез.

1.1.6. Дыхательная цепь

1.2 . Моделирование центрального метаболизма . i.

Глава 2. Материалы и методы
2.1. Методы кинетического моделирования биохимических путей.
2.2. Методы математического описания функционирования отдельных
ферментов.
2.3. Методы и уровни детализации математического описания систем генной
регуляции.
2.4. Верификация модели экспериментальными данными.
2.5. Методы анализа поведения кинетических моделей.
Глава 3. Кинетическое моделирование отдельных ферментов центрального метаболизма Е. i
3.1. Кинетичсекая модель фосфофруктокиназы1
3.2. Кинетичсекая модель фосфофруктокиназы1
3.3. Сравнение профилей активности двух изозимов фосфофруктокиназной
реакции.
Глава 4. Построение и исследование метаболической модели центрального метаболизма Е. i
4.1. Построение метаболической модели
4.2. Верификация метаболичскос модели экспериментальными данными но фалксомике и протеомике.
4.3. Предсказания метаболической модели.
Глава 5 Кинетическое моделирование элементов генетической регуляции центрального метаболизма Е. соИ.
5.1. Кинетическая модель регуляции транскрипции при помощи АМРзависимого репрессораиндуктора Сгр
5.2. Кинетическая модель регуляции транскрипции при помощи репрессора фруктозного он срока РгиЛ.
5.3. Кинетическая модель регуляции транскрипции при помощи репрессора асе оперона 1с1К
5.4. Предсказание уровней стационарной экспрессии генов асе оперона.
Глава 6. Кинетическая модель центрального метаболизма Е. соИ
Заключение
Благодарносги.
Список работ по теме диссертации
Список литературы


Причем разница между этими ферментами достаточно велика, несмотря на то что и у того и у другого фермента метаболических эффекторов и регуляции экспрессии обнаружено не было. Так, относится ко второму классу альдолаз использующих в качетве кофактора нон металла , к первому не нуждающихся в кофакторе . Причины одновременного нахождения у . ответственен за работу в гликолитических условиях, в глюконсогенетнческих . Следующим звеном в цепи гликолитических реакций является зависимое окисление . Эта реакция сопряжена с фиксацией неорганического фосфата, образованием и восстановленного эквивалента и катализируется глицсролфосфат дегидрогеназой . Данный фермент не несет на себе регуляторной нагрузки, как метаболической, так и генной . Однако в геноме . , и . Тем не менее только первый из них кодирует активную глицеролфосфатдегидрогеназу. Отмечено, что продукт экспрессии второго гена также может катализировать эту реакцию, но в значительно меньшей степени, чем первый. Показано, что его основным субстратом является не , а Е4Р, что выводит это фермент из непосредственных участников центрального метаболизма,. Функция третьего гена неизвестна, хотя и установлено, что в качестве глицеролфосфатдегидрогеназьт продукт его экспрессии работать не может, так как в его структуре отсутствует домен, ответственный за связывание кофактора . Молекула , полученная в результате фосфоролиза , содержит в себе необходимую энергию для непосредственного синтеза одной молекулы АТР из , что и осуществляет следующий фермент гликолиза фосфоглицераткиназа . Продуктами субстратного фосфорилирования в данном случае являются АТР и 3. После образования одного АТР молекула 3 готовится ко второму акту субстратного фосфорилирования. Этот процесс проходит в две стадии. Сначала при помощи фосфоглицератмутазы происходит изомеризация, когда фосфат из третьего положения переносится во второе ,. Затем 2, получившийся при изомеризации, под действием енолазы Епо дегидратируется с образованием РЕР . Регуляторной нагрузки данные ферменты не нссуг. Стоит добавить, что относится к ферментам, дублируемым изозимами. При этом, как и в случае с глицерол3фосфат дегидрогеназой, в геноме . , и . Интересно, что первые два представляют собой гомологи, то еегь обладают высоким сходством первичной последовательности и одинаковым каталитическим механизмом 2,3бифосфоглицерат зависимым. Кроме того, для отмечена генная регуляция при помощи транскрипционного фактора . Третий изозим , является аналогом первых двух. Этот фермент в отличие от и относится к другому классу фосфоглицератмутаз 2,3бифосфоглицерат независимых, использует в качестве кофактора ион марганца и не обладает генетической регуляцией . Последней реакцией гликолиза является второй акт субстратного фосфорилирования, когда молекула АТР получается путем переноса фосфата с РЕР на , вторым продуктом реакции при этом становится пируват. Катализирует эту реакцию пируваткиназа Рук, которая представлена в метаболизме . РукА и , обладающими существенными различиями, как на уровне метаболической, так и генной регуляции . Кроме того, оба фермента обладают ярко выраженными аллостсричсским свойствами олигомерная структура, сигмоидность зависимостей начальной скорости реакции от субстратов и эффекторов и также, как другие киназы, сильно зависят от концентрации в среде двухвалентных ионов магния или марганца . Пентозомонофосфатный тунт и путь ЭнтнераДудорова. Второй путь потребления 6 называется пентозомонофосфатным шунтом ПМШ. Обычно данный метаболический путь подразделяется на две стадии окислительную и неокислительную. Во время первой, стадии 6 последовательно окисляется до 5. Во время неокислительной стадии сначала при помощи двух нзомераз , i 5 изомеризустся до Х5Р и 5 соответственно, а затем траискетолаза и трансальдолаза осуществляют обмен двух и трехуглеродными группами между различными углеводными интермедитами , Е4Р, Х5Р, 5, 6, 7.