[发明专利]一种基于基因组尺度代谢网络模型指导胞内还原力调节的异丁醇合成菌株构建方法

权利要求书

1.一种基于基因组尺度代谢网络模型理性调节胞内还原力获得高效异丁醇合成菌株的方法，其特征步骤如下：

(1)根据实验测定的数据设定葡萄糖吸收速率下限为-7.0～-10.0mM/g/h，异丁醇生成速率下限为0.1～1.0mM/g/h，副产物乳酸、乙醇、乙酸和琥珀酸的生成速率下限分别设定为8～10、0.5～1.5、0.5～1.5和0.1～0.8mM/g/h，并根据参考文献设定氧气吸收速率下限为-1.0～-5.0mM/g/h，才用通量平衡分析模拟计算胞内NADH和NADPH参与的各个代谢反应的初始代谢通量；

针对其中候选还原力代谢反应，约束改造后的模型中代谢通量是初始代谢通量的0倍模拟反应敲除，或1～5倍模拟反应代谢过表达，或添加改变辅因子的还原力代谢反应，设定原来反应的代谢通量为0，添加的反应代谢通量约束为初始代谢通量的0～5倍变化，然后再采用MOMA算法模拟预测候选反应的改造引起的胞内代谢通量变化；并计算表型系数f_PH，计算方式如下

f_PH＝(f_biomass)×(f_isobutanol²)

f_biomass＝(v_{biomass，modification}/v_{biomass，initial})

f_isobutanol＝(v_{isobutanol，modification}/v_{isobutanol，initial})

通过比较分析筛选，f_PH值最高的代谢反应GAPD是最关键的靶点，f_PH＝1.8～2.0；

(2)针对步骤(1)模拟预测的关键靶点，构建依赖于NADP的甘油醛-3-磷酸脱氢酶代谢通路，从而调节异丁醇合成菌株胞内还原力；依赖于NADP的甘油醛-3-磷酸脱氢酶代谢通路是由来自于Clostridium acetobutylicum ATCC824的gapN基因编码，gapN基因大小为1449bp，其序列为SEQ ID NO：24。