Nature communications | 大肠杆菌内氨基酸和葡萄糖分解代谢的调控机制
推荐：江舜尧
编译：灵筠
编辑：十九
瑞士分子系统生物学研究所，Mattia Zampieri & Manuel Hörl等人于2019年7月26日在顶级期刊Nature communications上发表了题名为《Regulatory mechanisms underlying coordination of amino acid and glucose catabolism in Escherichia coli》的文章。该研究建立了一种新的分析模型：利用非靶标外源代谢组数据，分析营养成分的可持续变化，揭示了微生物在复杂营养环境中动态代谢适应过程。研究发现大肠杆菌内氨基酸和葡萄糖分解代谢的调控机制。
文章摘要
在复杂的营养生态系统中，关于微生物如何动态协调营养物质的吸收和利用，始终是一个悬而未决的问题。本研究中，作者开发了一种约束型的建模方法，利用非靶标外源代谢组数据，揭示动态营养环境中微生物自适应的决策过程。作者通过研究在复杂培养基中的分批生长的持续性变化条件下，大肠杆菌的代谢适应。令人惊喜的是，基于时间序列模型分析外源代谢组数据发现，生长最快的大肠杆菌伴随着大量的氨基酸代谢，这转而降低了葡萄糖的摄取，增加了乙酸盐的分泌。作者发现细胞内高水平的氨基酸降解产物丙酮酸和草酰乙酸可直接抑制磷酸转移酶系统（PTS），并揭示了它们在调控吸收和降解可替代碳源的功能。总之，所开发的方法扩展了通量平衡分析FBA方法的应用范围，有助于解析自然界中不同生物体的代谢适应机制。
文章中重要图片说明
图1 | 外源代谢组的特征分析
图2 | 基于时间代谢流的预测
图3 | 氨基酸摄取的推算速率
图4 | 氨基酸消耗与成本
图5 | 葡萄糖和氨基酸分解代谢的协调
图6 | 琥珀酸与氨基酸分解代谢的协调
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