体外再现体内反应的系统

摘要

本发明属于生物代谢技术领域，提供了体外再现体内反应的系统，包括：打开计算机，调取数据库内存储的相关体内代谢的动力学参数；针对只含有辅因子代谢中间物CI、酶、底物和产物的最小代谢网络系统进行胞内和胞外的对比干实验；针对含有非辅因子代谢中间物NCI、辅因子代谢中间物CI、酶、底物和产物的无抑制代谢网络系统进行胞内和胞外的对比实验；在高、中、低三种抑制水平下，得出CI的浓度高低对NCI稳态水平的影响；通过调整该反应过程中酶的含量来模拟基因敲入、敲出实验得出酶量对NCI和反应速率的影响以及抑制机制、辅因子代谢中间物CI、酶的含量、非辅因子代谢中间物NCI对细胞内反应具有影响，进而得出胞外代谢反应系统。本发明弥补了行业空白。

主权项

体外再现体内反应的系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，打开计算机，调取数据库内存储的相关酶反应动力学参数，然后根据体内反应机理，在计算机中实现体内代谢网络反应；步骤二，针对只含有辅因子代谢中间物CI、酶、底物和产物的最小代谢网络系统进行胞内和胞外的对比干实验，并且绘制出辅因子代谢中间物CI、底物以及产物其对应的浓度随时间的变化曲线图，得出辅因子代谢中间物CI在体内代谢反应中发挥着全局性的作用，而且辅因子代谢中间物CI在胞内的摩尔含量位于不太高的稳态，胞内代谢与胞外代谢相比的产物得率至少100‑1000倍；步骤三，针对含有非辅因子代谢中间物NCI、辅因子代谢中间物CI、酶、底物和产物的代谢网络系统在零抑制、低抑制、中抑制和高抑制四种抑制水平下进行胞内和胞外的对比干实验，并且绘制出非辅因子代谢中间物NCI、辅因子代谢中间物CI、底物以及产物其对应浓度随时间的变化曲线图；步骤四，通过将步骤三条件下得出的多幅浓度随时间的变化曲线图进行比较，得出如下结论：(1)引入抑制后的胞内反应的非辅因子代谢中间物NCI都能维持稳态，稳态水平的高低由抑制强度的高低决定；(2)辅因子代谢中间物CI的存在是非辅因子代谢中间物NCI能否维持稳态的不可或缺的因素；综上所述，抑制机制和CI的全局性作用是胞内网络维持稳态的两个重要因素，两者缺一不可；步骤五，在高、中、低三种抑制水平下，通过调整CI在系统中的摩尔含量，得出CI的浓度高低对NCI稳态水平的影响，得出CI浓度越低，NCI稳态时的水平越低；步骤六，针对所述步骤三的实验，通过调整该反应过程中酶的含量来模拟基因敲入、敲出实验，基因敲出实验能够通过设置酶量为零来模拟，得出酶量对非辅因子代谢中间物NCI的稳态摩尔含量和反应速率具有影响，而且能够定量的计算出代谢流对于不同酶的敏感程度；步骤七，根据所述步骤二、步骤四至步骤六得出的结论，得出与胞内反应相一致的胞外代谢反应系统，具体如下：其中，S₁、S₂代表底物，P₁、P₂代谢产物，B和Q代表辅因子代谢物CI，Y₁、Y₂、Y₃、Y₄、Y₅、Y₆代表非辅因子代谢物NCI，E₁、E₂、E₃、E₄、E₅、E₆、E₇、E₈为相应的酶，Y₁抑制E₁，Y₂抑制E₂，Y₃抑制E₃，Y₄抑制E₅，Y₅抑制E₆，Y₆抑制E₇。