细菌细胞的代谢网络重塑

Views:195       Publish Time: 2023-03-20

在生长速率变化过程中，细菌胞内蛋白质分配随之呈现出动态重分配。蛋白质的动态变化也反过来影响了细胞生长速率的变化进程。同时，蛋白质分配比例的改变也会影响相关的酶对代谢过程的催化，进而影响代谢流的动态平衡。这种胞内资源的重塑过程尚未被系统地理解。前人提出了蛋白机器在营养变化过程中的分配规则，成功描述了细菌生长速率的动力学过程，但是未能解释伴随而来的代谢网络重塑过程。前人基于流平衡分析方法（Flux Balance Analysis）开发了动态流平衡模型，但是该方法未考虑生长速率变化导致的蛋白机器分配变化的约束。

我们在细菌群体水平上对不同生长速率条件下的细胞蛋白组学进行了测定。研究发现，细菌的不同蛋白的表达占比在不同生长速率下存在差异。具体到催化细胞代谢网络的酶蛋白上，不同的传导路径上的酶蛋白的表达量甚至可能随生长速率会展现出相反的变化趋势。该现象提示我们细菌的代谢网络在生长速率全局变化的过程中必然存在某种重塑。因此，我们将基于新的实验数据，综合蛋白分配与流平衡分析的理论，探讨细菌生长速率的全局变化对代谢网络重塑的影响。