細(xì)菌蛋白質(zhì)組成的氨基酸代謝流量分析.pdf

1、生物體內(nèi)不同類型蛋白質(zhì)的氨基酸組成不同，由于氨基酸的合成代謝是蛋白質(zhì)中氨基酸的來源之一，而代謝網(wǎng)絡(luò)具有特定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和約束限制，不可能以同樣的效率合成任意比例的氨基酸。因此，有必要從代謝網(wǎng)絡(luò)角度研究蛋白質(zhì)的氨基酸組成。越來越多的基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為我們研究代謝網(wǎng)絡(luò)和蛋白質(zhì)氨基酸組成之間的關(guān)系提供了可能。氨基酸代謝和蛋白質(zhì)翻譯通過胺酰tRNA(Aminoacyl-tRNA，aa-tRNA)合成反應(yīng)聯(lián)系在一起，通過aa-tRNA合成反

2、應(yīng)，我們就可以研究氨基酸代謝網(wǎng)絡(luò)對不同類型蛋白質(zhì)組成的支持情況。
　　 本文利用已經(jīng)構(gòu)建完成的代謝網(wǎng)絡(luò)，使用基于約束的流平衡分析方法，通過定義全新的目標(biāo)函數(shù)，即aa-tRNA合成反應(yīng)流量和和蛋白質(zhì)氨基酸組成的相關(guān)性最高，來解答代謝網(wǎng)絡(luò)對不同類型蛋白質(zhì)組成的支持程度的問題。我們的研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸代謝網(wǎng)絡(luò)對低表達(dá)水平和低保守度蛋白質(zhì)支持得更好。
　　 在翻譯過程中，高表達(dá)蛋白質(zhì)通常具有更優(yōu)化的密碼子，而我們的結(jié)果表明代謝網(wǎng)絡(luò)

3、對低表達(dá)蛋白質(zhì)的支持更好，意味著蛋白質(zhì)表達(dá)過程中可能存在不同層次的優(yōu)化。雖然密碼子層面的優(yōu)化在影響蛋白質(zhì)的表達(dá)中發(fā)揮著主要作用，但是代謝網(wǎng)絡(luò)層面上同樣有一定的優(yōu)化空間，使氨基酸供應(yīng)更適合低表達(dá)蛋白質(zhì)的氨基酸組成;也就是說，翻譯過程中氨基酸代謝網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化在一定程度上補償了密碼子優(yōu)化方面的不足;基于此發(fā)現(xiàn)，我們提出了翻譯優(yōu)化空間的概念，以便系統(tǒng)地認(rèn)清蛋白質(zhì)翻譯過程中的優(yōu)化策略。同時，我們的結(jié)果也在某種程度上提示了氨基酸代謝網(wǎng)絡(luò)對新基因產(chǎn)生的