[发明专利]氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法

权利要求书

1.一种氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)利用KEGG数据库中氧化葡萄糖酸杆菌的基因注释信息和对应酶的生物化学信息构建反应列表草图；

2)对反应列表草图进行修改；

3)添加生物量合成反应、运输反应和交换反应，形成代谢网络；

4)将代谢网络转化为SBML格式，利用Matlab和COBRA Toolbox对代谢网络进行调试，分析其中存在缺口和无效循环，并根据调试结果修正所述的缺口和无效循环；

5)根据步骤4)生成的最终代谢网络，利用Pajek绘制代谢网络图，并进行网络拓扑结构分析；

6)根据步骤4)生成的最终代谢网络，利用Matlab和COBRA Toolbox进行鲁棒性分析、基因必要性分析和通量可变性分析中的一种或多种分析。

2.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤1)所述的草图中包括有反应的ID、反应名称、反应方程式、催化该反应的酶和与该反应对应的基因ID的信息。

3.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤2)所述的修改包括删去蛋白质、DNA、RNA、肽聚糖和碳水化合物这些大分子的合成与修饰反应；同时存在总反应形式和分反应形式的多步反应只能保留其中一种形式；统一各代谢物的ID，确保同一种代谢物只保留一种ID；确定参与反应的辅因子和反应方向。

4.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤3)所述的生物量合成反应是：首先将生物量分解成几种成分：蛋白质、DNA、RNA、脂质、肽聚糖和碳水化合物，再按各成分所占的mol比组合而成，最后再分别添加各组分的合成反应。

5.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤3)所述的运输反应是根据培养基的成分和氧化葡萄糖酸杆菌产生的胞外发酵产物来添加，所述的交换反应是对所有的胞外代谢物添加交换反应，用来平衡胞外代谢物的合成与消耗，形成系统的边界。

6.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤4)所述的代谢网络是由1007个代谢物、860个反应、433个基因和403种酶组成，分类于72个子代谢途径或子系统。

7.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤5)所述的Pajek绘制的代谢网络图包括918个节点和1223条连接线。

8.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤6)所述的鲁棒性分析，是分析反映生物体的代谢状态对内部或外部扰动的敏感性。

9.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤6)所述的基因必要性分析是模拟生物体在基因敲除下的性状，分析各个基因对选定的目标函数的必要性。

10.根据权利要求1所述的氧化葡萄糖酸杆菌的基因组尺度代谢网络构建和分析方法，其特征在于，步骤6)所述的通量可变性分析是用来分析各反应对选定的目标函数的通量可变范围。