170 likes | 299 Views
Anàlisi del metabolisme central del Carboni Fluxos Metabòlics. Marc Carnicer Heras Genòmica i Proteòmica Juny 2008. Uwe Sauer. 2006. INTRODUCCIÓ. Integració: Genòmica Proteòmica Interacció de metabòlits Biologia de sistema. Metabolòmica Fluxomica. METODOLOGIA. Uwe Sauer . 2006.
E N D
Anàlisi del metabolisme central del Carboni Fluxos Metabòlics Marc Carnicer Heras Genòmica i Proteòmica Juny 2008
Uwe Sauer. 2006 INTRODUCCIÓ • Integració: • Genòmica • Proteòmica • Interacció de metabòlits • Biologia de sistema. • Metabolòmica • Fluxomica
METODOLOGIA UweSauer. 2006 • Cultiu cel·lular. • Flux ratios • NMR • MS • Model matemàtic • Fluxos absoluts
CULTIU CEL·LULAR • Continus Steady state • Font de carboni 13C Flux ràtios O2, CO2, biomassa, sub-productes,… O2, CO2, 1 font de 12C i 13C,.. Reconciliació de les dades
FLUX RÀTIOS. ANÀLISIS 13C- NMR Thomas Szyperky 1996 Resultats gel 2D [13C,1H]-COSY (FCAL)
FLUX RÀTIOS. ANÀLISIS 13C- NMR Thomas Szyperky 1996
FLUX RÀTIOS. ANÀLISIS MS m+0 m+1 m+2 m+3 m/z No informació posicional Podem mesurar valors absoluts de metabòlits Espectre MS per isoptòmers:
FLUX RÀTIOS. Aina Solà. 2004
FLUX RÀTIOS. • Comparació entre NMR i MS • NMR Només anàlisis aa. • MS Aa i metabòlits. • Monitorització de fluxos que no poden ser inferits a partir dels aa. • Seguiment de fenòmens transitoris degut al ràpid intercanvi d’aquest en comparació a la síntesi aa. • Anàlisi de cèl·lules en cultius amb aa en el medi (medis rics). • S. Vaidyanathan, 2005
FLUX RÀTIOS. Aina Solà. 2004 Flux anapleròtic : cit-PEP mit-OAA Metabolisme central del C. Fluxos ràtios utilitzats.
FLUX RÀTIOS. CÀLCUL Aina Solà. 2004 Càlcul del flux anapleròtic : cit-PEP mit-OAA
FLUX RÀTIOS. • Potencial de l’estudi dels Flux ràtios: • Nova via metabòlic de degradació de la glucosa en E. coli (Fisher and Sauer, 2003b). • Funció anapleròtica d’enzims gluconeogènics en Bacillus subtilis (Zamboni et al., 2004). • Identifiació de la topologia de la xarxa metabòlica en microorganismes poc caracteritzats (Fuhrer et al.,2006) • S. Vaidyanathan, 2005
S. Vaidyanathan, 2005 MODEL MATEMÀTIC • Model derivat del genoma • Topologia de la xarxa metabòlica mitjançant iteracions. • Predicció del comportament cel·lular. • Predicció de possibles efectes de la manipulació gènica en el fenotip. • Models de vies metabòliques específiques
Nutrient transport/catabolism Common intermediates Central (core) metabolism Precursors cofactors Walls DNA Protein Membranes RNA MODEL MATEMÀTIC • Model cinètic: • Permeten metabolisme dinàmic. • Complicats • Falta de paràmetres cinètics. • Model estequiomètric: • Metabolisme en steady-state. • Menys complicats. • Uwe Sauer. 2006
MODEL MATEMÀTIC Dades fisiologiques de cultiu Flux ràtios Fluxes Absoluts Model estequiomètric Optimització del model
EXEMPLE: Pichiaanomala Thomas Szyperky 1996 • Ascomicet interès industrial. • Metabolisme en condicions aeròbiques i hipòxiques.
BIBLIOGRAFIA • Uwe Sauer. Metabolic networks in motion: 13C-based flux analysis. 2004. ed: Molecular System Biology. • Elisabeth Fredlund. Oxygen- and Glucose-Dependent Regulltion of Central Carbon Metanolism in Pichia anomala. 2004. Applied and Enviromental Microbiology. • Hannu Maaheimo. Central carbon metabolism os Saccharomyces cerevisae explored by biosynthetic fractional 13C labeling of common amino acids. 2001. FEBS. • Roelco J. Kleijn. Metabolic flux analysis of glycerol overproducing Saccharomyces cerevisae strain on GC-MS, LC-MS and NMR derived 13C labelling data. 2006. FEMS. • Marilyn G. Wiebe. Central carbon metabolism of Saccharomyces cerevisae in anaerobic, oxygen limited and fully aerobic steady state conditions and following a shift to anaerobic conditions. 2007. FEMS. • Uwe Sauer. High throught phenomics: experimental methods for mapping fluxomes. 2004. Elsevier. • S. Vaidyanathan. Metabolisme Analyses. 2005. Springer.