細菌蛋白質組成的氨基酸代謝流量分析.pdf

1、生物體內不同類型蛋白質的氨基酸組成不同，由于氨基酸的合成代謝是蛋白質中氨基酸的來源之一，而代謝網絡具有特定的拓撲結構和約束限制，不可能以同樣的效率合成任意比例的氨基酸。因此，有必要從代謝網絡角度研究蛋白質的氨基酸組成。越來越多的基因組規(guī)模代謝網絡的出現(xiàn)為我們研究代謝網絡和蛋白質氨基酸組成之間的關系提供了可能。氨基酸代謝和蛋白質翻譯通過胺酰tRNA(Aminoacyl-tRNA，aa-tRNA)合成反應聯(lián)系在一起，通過aa-tRNA合成反

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

3、對低表達蛋白質的支持更好，意味著蛋白質表達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)化在影響蛋白質的表達中發(fā)揮著主要作用，但是代謝網絡層面上同樣有一定的優(yōu)化空間，使氨基酸供應更適合低表達蛋白質的氨基酸組成;也就是說，翻譯過程中氨基酸代謝網絡的優(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)地認清蛋白質翻譯過程中的優(yōu)化策略。同時，我們的結果也在某種程度上提示了氨基酸代謝網絡對新基因產生的