面向多細(xì)胞生物代謝網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、代謝網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是一個(gè)把生物系統(tǒng)中參與代謝活動(dòng)相關(guān)的基因、蛋白質(zhì)、酶、反應(yīng)和代謝物質(zhì)進(jìn)行鑒別、分類和互聯(lián)以形成一個(gè)代謝網(wǎng)絡(luò)的過程，它從綜合整體的角度對(duì)生物體的代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行構(gòu)造和分析。
　　 針對(duì)現(xiàn)有代謝網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)工具的現(xiàn)狀和不足，本文在已有的微生物代謝網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)面向多細(xì)胞生物的代謝網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)MCMNRS(Multi-Cell Metabolic Network Reconstruction System)

2、。該系統(tǒng)能夠從基因標(biāo)注文件、蛋白質(zhì)表達(dá)數(shù)據(jù)或者基因芯片數(shù)據(jù)出發(fā)，高效、自動(dòng)地重構(gòu)微生物和多細(xì)胞生物的代謝網(wǎng)絡(luò)。本文的主要工作包括：
　　 (1)在已有工作的基礎(chǔ)上，通過對(duì)酶名字和基因產(chǎn)物名字進(jìn)行特征分析，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于混合分詞匹配的酶鑒定算法，進(jìn)行了最優(yōu)參數(shù)選擇，并且通過與PathoLogic算法的實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了該算法具有良好的效率和很高的適用性。
　　 (2)設(shè)計(jì)了MCMNRS的系統(tǒng)架構(gòu)，完成了其輸入數(shù)據(jù)處理模塊

3、、大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊以及代謝網(wǎng)絡(luò)分析模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，完善了數(shù)據(jù)庫(kù)信息提取模塊和標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)模塊，并且將各模塊集成為一個(gè)完整的面向多細(xì)胞生物的代謝網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng)。
　　 (3)根據(jù)基因標(biāo)注文件重構(gòu)了大鼠、小家鼠、家犬和野馬等哺乳動(dòng)物的代謝網(wǎng)絡(luò)，并分析了這些代謝網(wǎng)絡(luò)的基因鑒別率、網(wǎng)絡(luò)中酶的分布情況以及各類酶的底物特異性。
　　 (4)根據(jù)基因芯片數(shù)據(jù)重構(gòu)了小家鼠12個(gè)組織細(xì)胞表達(dá)的代謝網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)特異性分析發(fā)現(xiàn)了這些組織