不同生理狀態(tài)達(dá)烏爾黃鼠的乳酸通量控制分析與細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)和控制方式很多，其中以調(diào)控代謝通量(即代謝物生成與消耗的速率）的方式最重要。代謝控制分析(Metabolic Control Analysis，簡稱MCA)是在生化反應(yīng)系統(tǒng)敏感性分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種以系統(tǒng)觀點(diǎn)對細(xì)胞內(nèi)代謝調(diào)控進(jìn)行定量分析的理論和實(shí)驗(yàn)方法，是一種研究分析代謝途徑中代謝控制在各個(gè)反應(yīng)步驟之間如何分配的理論。代謝控制理論（MCT）認(rèn)為指出了“限速步驟”觀念的局限性，認(rèn)為代謝途徑中酶促反應(yīng)步驟對代謝的控制作用

2、隨系統(tǒng)內(nèi)外條件的改變而變化，對代謝通量起控制作用的往往是多步反應(yīng)，控制步驟不一定發(fā)生在不可逆步驟，即所謂的“限速步驟”，可逆步驟也可能在通量控制中起重要作用。代謝控制分析常用的分析方法是一種基于擾動(dòng)-響應(yīng)的方法，即通過基因工程手段或加入抑制劑改變特定的酶的水平或活性，或者改變環(huán)境條件如底物濃度、PH值、溫度等。這樣可能存在通量控制系數(shù)的計(jì)算比較困難，需要對代謝途徑中的酶進(jìn)行基因操作來獲得對酶活性的擾動(dòng)，耗時(shí)費(fèi)力等實(shí)際操作問題。
　

3、　本研究通過建立達(dá)烏爾黃鼠不同的生理狀態(tài)以獲得恒溫哺乳動(dòng)物的不同溫度梯度，以此為“擾動(dòng)”手段，運(yùn)用相對簡單并實(shí)用的分析方法，對達(dá)烏爾黃鼠進(jìn)行乳酸代謝通量控制分析。成功地對達(dá)烏爾黃鼠的代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了初步的重構(gòu)并在此基礎(chǔ)上，對整個(gè)代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了子系統(tǒng)劃分，以便對其進(jìn)行后續(xù)的乳酸通量控制分析。研究表明，通過乳酸通量控制分析并結(jié)合主成分分析方法，發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)穩(wěn)態(tài)下，脫氫酶對乳酸的通量具有非常大的調(diào)控作用，其中丙酮酸脫氫酶系、蘋果酸脫氫酶、異檸檬酸

4、脫氫酶系、丙酮酸激酶和α-酮戊二酸脫氫酶系的正調(diào)控作用最大，其中以丙酮酸脫氫酶系CJPDHC=0.28599、蘋果酸脫氫酶CJMDH=0.209252、異檸檬酸脫氫酶CJ ICDH=0.194837最為明顯，幾乎占到了通量控制總和的60％。同時(shí)，通量控制系數(shù)的分析結(jié)果同樣給出了在通量控制中起負(fù)調(diào)控作用的四個(gè)酶，分別是CJLDH=-0.11172，CJGAPDH=-0.08664，CJTPI=-0.10533，CJLDH=-0.11172

5、。他們分別表示了對乳酸通量起負(fù)調(diào)控作用程度的大小。其中CJLDH=-0.11172，這表明在乳酸通量的控制中，乳酸脫氫酶起到了負(fù)調(diào)控的作用。而傳統(tǒng)觀點(diǎn)中，對糖酵解過程起至關(guān)重要作用的己糖激酶與磷酸果糖激酶對乳酸通量的調(diào)控能力均較弱，分別為：CJHK=0.063011，CJPFK=0.050941。同時(shí)，繪制了不同生理狀態(tài)下達(dá)烏爾黃鼠的乳酸通量圖譜，并進(jìn)行了代謝通量分析，其結(jié)果提示我們當(dāng)機(jī)體處于不同的生理狀態(tài)時(shí)，乳酸可能起到了不同的生理作