В данном обзоре рассмотрены основные методы создания гетерологических биохимических путей в различных организмах, основные проблемы, воз- никающие при этом, и основные подходы к их ре- шению
на основных возникающих при этом проблемах и стратегиях их преодоления
жүктеу/скачать 0,69 Mb. Pdf көрінісі
|
| на основных возникающих при этом проблемах и стратегиях их преодоления.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА метаболические пути, гетерологическая экспрессия, вторичные метаболиты. ОБЗОРЫ ТОМ 12 № 2 (45) 2020 | ACTA NATURAE | 29 путей и организмов требуется длительная и обшир- ная оптимизация [5–8]. Для выявления метаболических путей и управле- ния ими в клетках-хозяевах разработаны как экс- периментальные, так и расчетные и моделирующие методы. В отношении хорошо изученных метаболи- ческих путей и хорошо известных организмов-хо- зяев модели in silico обладают значительной пред- сказательной силой. Расчетные модели позволяют исследователям изменять экспрессию генов и уров- ни продукции ферментов in silico и непосредственно наблюдать их воздействие на динамику гетероло- гического пути. Эти модели, однако, сложно, а ино- гда и невозможно применить к экспериментальным системам, многие важные параметры которых не- известны [9]. Более широким биоинформатическим подходом является создание метаболических моде- лей целых организмов [10, 11]. Помимо своей фун- даментальной ценности, эти модели позволяют про- гнозировать наличие и количество определенных метаболитов, что, в свою очередь, способствует опти- мальному соответствию хозяина и гетерологического метаболического пути. При внедрении экзогенной генной кассеты в ор- ганизм хозяина необходимо также учитывать сложность метаболических сетей и необходимость поддержания баланса метаболитов в организме-хо- зяине, т.е. контролировать производство и расход жизненно важных соединений, таких, как NADH, ATP и O 2 [12]. Для прогнозирования пути разрабо- таны различные расчетные подходы, причем ос- новное внимание уделяется главным образом рет- росинтетическим алгоритмам, генерирующим все возможные пути, связывающие определенный ме- таболит хозяина с желаемым целевым продуктом [13–15]. Большинство ретросинтетических алгорит- мов позволяют рассчитать для целевых метаболи- тов кратчайшие гетерологические пути [14, 16, 17]. Этот подход, однако, не всегда оптимален, посколь- ку для протекания биохимических реакций обычно требуются кофакторы и пул метаболитов, которые в организме хозяина могут отсутствовать или нахо- диться в ограниченном количестве. В этом случае лучше использовать более сложные алгоритмы, учи- тывающие количество участников каждой конкрет- ной реакции [18]. жүктеу/скачать 0,69 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|