[发明专利]异丁醇合成菌基因组尺度代谢网络模型及分子改造方法

摘要

本发明涉及异丁醇合成菌基因组尺度代谢网络模型及分子改造方法；网络模型计算出菌体生长和异丁醇合成的必需途径，通过对该代谢网络模型进行基元模式分析，计算各个基因的标准差系数，确定不同基因对异丁醇生物合成的得率大小；根据标准差系数＞0.35预测出对异丁醇生物合成最重要的两个关键基因—乳酸脱氢酶基因ldh与丙酮酸脱氢酶复合体E2亚基编码基因pdhC，这两个基因的标准差系数分别在2.5-3和1.5-2；这两个基因的敲除能够提高异丁醇的得率，达到0.5-0.6C-mol/C-mol葡萄糖。利用相对通量值获得了对异丁醇生物合成最重要的关键基因作为改造靶点，指导异丁醇合成菌的分子改造，提高异丁醇的得率。

主权项

一种异丁醇合成菌基因组尺度代谢网络模型，其特征是步骤如下：1)网络模型计算出菌体生长和异丁醇合成的必需途径，包括糖酵解途径、戊糖磷酸途径、三羧酸循环、氨基酸合成、核苷酸合成、脂类合成、辅酶与能量合成、细胞壁合成与异丁醇合成的九个主要的亚系统，以及代谢物运输反应；2)通过对该代谢网络模型进行基元模式分析，计算各个基因的标准差系数，确定不同基因对异丁醇生物合成的得率大小；根据标准差系数＞0.35预测出对异丁醇生物合成最重要的两个关键基因——乳酸脱氢酶基因ldh与丙酮酸脱氢酶复合体E2亚基编码基因pdhC，这两个基因的标准差系数分别在2.5‑3和1.5‑2；3)模拟结果显示这两个基因的敲除能够提高异丁醇的得率，达到0.5‑0.6C‑mol/C‑mol葡萄糖。