基于代谢网络的产甲烷菌的耐热性研究
基于代谢网络的产甲烷菌的耐热性研究【摘要】:由于嗜热菌对高温环境有很强的适应性,近几年来嗜热菌在基因工程、蛋白质工程、发酵工程及矿产资源的开发利用上均有很大的应用价值。为了从系统水
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:Q939.9
【目录】:
- 摘要3-5
- Abstract5-10
- 第一章 绪论10-27
- 1.1 产甲烷菌10-18
- 1.1.1 产甲烷菌的系统分类10-11
- 1.1.2 产甲烷菌的形态11
- 1.1.3 产甲烷菌的生理学特性11-13
- 1.1.4 产甲烷高温菌的生态13-14
- 1.1.5 产甲烷高温菌的研究14
- 1.1.6 产甲烷菌的甲烷生成途径14-16
- 1.1.7 研究对象16-18
- 1.2 微生物耐热性的研究方法18-21
- 1.2.1 基因工程18-19
- 1.2.2 生物信息学19-20
- 1.2.3 分子模拟技术20
- 1.2.4 分子进化20-21
- 1.2.5 蛋白质工程21
- 1.3 产甲烷菌代谢网络耐热性研究意义21-22
- 1.4 复杂网络理论22-26
- 1.4.1 代谢网络理论23-24
- 1.4.2 代谢网络拓扑结构的研究24
- 1.4.3 代谢网络社团结构的研究24-26
- 1.5 本文主要工作及结构安排26-27
- 第二章 产甲烷菌代谢网络的重构27-39
- 2.1 引言27
- 2.2 代谢网络数据库27-33
- 2.2.1 KEGG数据库27-29
- 2.2.2 BioCyc数据库29-32
- 2.2.3 PUMA2数据库32
- 2.2.4 BiGG数据库32
- 2.2.5 UM-BBD数据库32
- 2.2.6 Pathguide数据库32-33
- 2.3 通过KEGG的注释基因功能分析代谢途径33
- 2.4 代谢网络的表示33-35
- 2.5 产甲烷菌代谢网络的重构35-37
- 2.6 本章小结37-39
- 第三章 产甲烷菌代谢网络的拓扑特征与其耐热性关系39-56
- 3.1 引言39
- 3.2 拓扑参数计算39-41
- 3.2.1 度39
- 3.2.2 度分布39-40
- 3.2.3 度的中心性40
- 3.2.4 聚集系数40
- 3.2.5 平均路径长度40
- 3.2.6 网络直径40-41
- 3.2.7 网络凝聚密度41
- 3.2.8 节点介数41
- 3.2.9 介数中心性41
- 3.2.10 紧密度中心性41
- 3.3 结果与讨论41-53
- 3.3.1 以途径为节点的代谢网络的拓扑特征分析42-48
- 3.3.2 以酶为节点的代谢网络的拓扑特征分析48-53
- 3.4 本章小结53-56
- 第四章 产甲烷菌代谢网络的高度紧密的子网络56-62
- 4.1 引言56
- 4.2 方法56-57
- 4.2.1 NetDraw软件56-57
- 4.2.2 高度紧密的子网络k-核心网络57
- 4.3 结果与分析57-61
- 4.4 本章小结61-62
- 第五章 产甲烷菌的代谢网络的模块化算法应用与分析62-71
- 5.1 引言62
- 5.2 代谢网络模块化识别算法62-64
- 5.2.1 Girvan-Newman算法63
- 5.2.2 模拟退火算法63-64
- 5.3 实验结果与分析64-69
- 5.3.1 基于Girvan-Newman算法的产甲烷菌代谢网络的模块化64-69
- 5.3.2 基于模拟退火算法的产甲烷菌代谢网络的模块化69
- 5.4 本章小结69-71
- 第六章 产甲烷菌的代谢网络的hub模块的比较研究71-84
- 6.1 引言71
- 6.2 基于Girvan-Newman算法的hub模块分析71-75
- 6.2.1 Hub模块之间71-74
- 6.2.2 Hub模块与非hub模块之间74-75
- 6.3 基于模拟退火算法的hub模块分析75-82
- 6.3.1 Hub模块之间的连接分析75-81
- 6.3.2 Hub模块之间酶分析81-82
- 6.4 本章小结82-84
- 第七章 产甲烷菌的代谢网络的网络比对研究84-91
- 7.1 引言84-85
- 7.2 方法85
- 7.3 结果与讨论85-89
- 7.3.1 网络的全局比对85-87
- 7.3.2 Hub模块网络的比对87-89
- 7.4 本章小结89-91
- 结束语91-93
- 致谢93-94
- 参考文献94-101
- 附录1:作者在攻读博士学位期间发表的论文101-102
- 附录2:产甲烷菌代谢网络的基因功能注释102-106
- 附录3:常温产甲烷菌M.acetivorans和嗜热产甲烷菌M.kandleri的代谢网络的拓扑特征值106-117
- 附录4:酶所催化的完整的反应以及KEGG中的所属类别117-122
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