جستجو در:
دوره 9، شماره 2 - ( 1397 )
جلد 9 شماره 2 صفحات 199-193 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Mohammadi R, Zahiri J, Niroomand M. Reconstruction and Modeling of Integrated Metabolic Network of a Cyanobacterium to Increase the Production of Biofuels. JMBS 2018; 9 (2) :193-199
URL: http://biot.modares.ac.ir/article-22-24444-fa.html
URL: http://biot.modares.ac.ir/article-22-24444-fa.html
محمدی رضا، جواد ظهیری جواد، نیرومند محمدجواد. بازسازی و مدل‌سازی شبکه متابولیک تلفیقی از سیانوباکتر برای افزایش تولید سوخت زیستی. زیست‌فناوری مدرس. 1397; 9 (2) :193-199
رضا محمدی* 
1، جواد جواد ظهیری2 ، محمدجواد نیرومند3
1، جواد جواد ظهیری2 ، محمدجواد نیرومند3
1- پژوهشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران، تهران، بزرگراه شهید بابایی، خیابان شعبان‌لو، دانشگاه صنعتی مالک اشتر. ، rezamohammadi@mut.ac.ir
2- گروه بیوفیزیک، دانشکده زیست‌شناسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران،
3- گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران،
2- گروه بیوفیزیک، دانشکده زیست‌شناسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران،
3- گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران،
چکیده: (11541 مشاهده)
اهداف: در چند دهه اخیر تولید سوخت‌های زیستی یکی از تلاش‌های امیدبخش در عرصه زیست‌فناوری بوده است. سیانوباکترهای تک‌سلولی، میکروارگانیزم‌های بسیار پراکنده و فتوتروفیکی هستند که قادرند به‌عنوان کارخانجات کوچک تولیدکننده سوخت‌های زیستی عمل کنند. هدف مطالعه حاضر بازسازی و مدل‌سازی شبکه متابولیکی تلفیقی از سیانوباکتر به‌منظور افزایش تولید سوخت زیستی بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه محاسباتی حاضر یک نرم‌افزار برای ادغام شبکه‌های متابولیکی بازسازی‌شده، به‌منظور بهینه‌سازی و افزایش کارآیی آنها توسعه یافت و به اسم iMet نام‌گذاری شد. ابتدا از iMet برای ادغام سه شبکه متابولیکی از قبل بازسازی‌شده سینکوسیستیس ۶۸۰۳ PCC (Synechocystis PCC۶۸۰۳) استفاده شد. در مرحله بعد، شبکه بازسازی‌شده به‌دست‌آمده، برای تولید چهار نوع سوخت زیستی شامل اتانول، پروپانول، بوتانول و ایزوبوتانول مدل‌سازی شد.
یافته‌ها: مدل جدید ادغام‌شده ۸۰۸ واکنش و ۵۶۰ متابولیت داشت. مقدار فلاکس یا جریان آن در مدل ادغام‌شده، ۰۲۹۵/۰ بر ساعت محاسبه شد. این عدد نسبت به سه مدل قبلی افزایش قابل توجهی نشان داد. سلول‌ها تقریباً هر ۲۴ساعت، یک‌بار تقسیم شدند. میزان فلاکس چهار نوع الکل و حداکثر بازده تئوری آنها در مدل ادغام‌شده نسبت به سه مدل قبلی افزایش نشان داد. فلاکس تولید اتانول در تمامی مدل‌ها از فلاکس سه الکل دیگر بزرگ‌تر و واکنش‌های تولید اتانول به جریان یا فلاکس مرکزی کربن از همه نزدیک‌تر بود.
نتیجه‌گیری: آنالیزهای تعادل جریان افزایش پوشش شبکه متابولیک، افزایش تولید سوخت‌های زیستی و کاهش تعداد واکنش‌های بلوکه‌شده را در مدل جدید نشان می‌دهد و از این طریق کارآیی نرم‌افزار توسعه‌یافته iMet اثبات می‌شود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه محاسباتی حاضر یک نرم‌افزار برای ادغام شبکه‌های متابولیکی بازسازی‌شده، به‌منظور بهینه‌سازی و افزایش کارآیی آنها توسعه یافت و به اسم iMet نام‌گذاری شد. ابتدا از iMet برای ادغام سه شبکه متابولیکی از قبل بازسازی‌شده سینکوسیستیس ۶۸۰۳ PCC (Synechocystis PCC۶۸۰۳) استفاده شد. در مرحله بعد، شبکه بازسازی‌شده به‌دست‌آمده، برای تولید چهار نوع سوخت زیستی شامل اتانول، پروپانول، بوتانول و ایزوبوتانول مدل‌سازی شد.
یافته‌ها: مدل جدید ادغام‌شده ۸۰۸ واکنش و ۵۶۰ متابولیت داشت. مقدار فلاکس یا جریان آن در مدل ادغام‌شده، ۰۲۹۵/۰ بر ساعت محاسبه شد. این عدد نسبت به سه مدل قبلی افزایش قابل توجهی نشان داد. سلول‌ها تقریباً هر ۲۴ساعت، یک‌بار تقسیم شدند. میزان فلاکس چهار نوع الکل و حداکثر بازده تئوری آنها در مدل ادغام‌شده نسبت به سه مدل قبلی افزایش نشان داد. فلاکس تولید اتانول در تمامی مدل‌ها از فلاکس سه الکل دیگر بزرگ‌تر و واکنش‌های تولید اتانول به جریان یا فلاکس مرکزی کربن از همه نزدیک‌تر بود.
نتیجه‌گیری: آنالیزهای تعادل جریان افزایش پوشش شبکه متابولیک، افزایش تولید سوخت‌های زیستی و کاهش تعداد واکنش‌های بلوکه‌شده را در مدل جدید نشان می‌دهد و از این طریق کارآیی نرم‌افزار توسعه‌یافته iMet اثبات می‌شود.
موضوع مقاله:
بیوتکنولوژی کشاورزی
دریافت: 1395/5/21 | پذیرش: 1396/6/17 | انتشار: 1397/3/31
دریافت: 1395/5/21 | پذیرش: 1396/6/17 | انتشار: 1397/3/31
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |