| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 文献综述 | 第11-33页 |
| 1.1 基于理性设计的代谢工程 | 第11-14页 |
| 1.1.1 传统代谢工程中的理性设计 | 第11-12页 |
| 1.1.2 后基因组时代的理性设计 | 第12-14页 |
| 1.2 基因组尺度代谢网络模型概述 | 第14-19页 |
| 1.2.1 已有代谢网络模型及模型构建方法 | 第14-17页 |
| 1.2.2 模型指导的途经设计方法 | 第17-19页 |
| 1.3 代谢网络模型在途径设计中的应用 | 第19-22页 |
| 1.3.1 途经设计步骤 | 第19页 |
| 1.3.2 模型指导的途径改造策略 | 第19-22页 |
| 1.4 代谢网路模型在途径设计中存在的问题 | 第22-25页 |
| 1.4.1 基因组尺度代谢网络模型存在的问题 | 第22-24页 |
| 1.4.2 复合代谢网络模型存在的问题 | 第24-25页 |
| 1.5 PHA及其生产菌株介绍 | 第25-30页 |
| 1.5.1 PHA介绍 | 第25-26页 |
| 1.5.2 PHB介绍 | 第26页 |
| 1.5.3 恶臭假单胞菌介绍 | 第26-27页 |
| 1.5.4 恶臭假单胞菌PHA合成途径 | 第27-28页 |
| 1.5.5 恶臭假单胞菌基因组尺度代谢网络模型 | 第28-30页 |
| 1.6 选题背景及研究内容 | 第30-33页 |
| 1.6.1 选题背景 | 第30-31页 |
| 1.6.2 研究内容及技术路线 | 第31-33页 |
| 第二章 恶臭假单胞菌一致化代谢网络模型构建 | 第33-59页 |
| 2.1 一致化代谢网络模型构建流程 | 第33-34页 |
| 2.2 P.putida KT2440代谢网络模型模拟结果 | 第34-39页 |
| 2.2.1 模型预处理 | 第34-35页 |
| 2.2.2 模型模拟结果 | 第35-36页 |
| 2.2.3 ATP最优生成速率控制 | 第36-39页 |
| 2.3 呼吸链效率一致化 | 第39-42页 |
| 2.3.1 四个模型呼吸链比较 | 第39-41页 |
| 2.3.2 确定磷氧比 | 第41页 |
| 2.3.3 磷氧比一致化 | 第41-42页 |
| 2.4 确定生物质组成 | 第42-46页 |
| 2.4.1 生物质组成质量守恒 | 第42-45页 |
| 2.4.2 生物质组成元素守恒 | 第45-46页 |
| 2.5 生物质单体合成途径差异研究 | 第46-50页 |
| 2.5.1 生物质单体最优生成速率预测 | 第46-48页 |
| 2.5.2 反应可逆性错误 | 第48-49页 |
| 2.5.3 模型缺失反应错误 | 第49页 |
| 2.5.4 反应方程错误 | 第49-50页 |
| 2.5.5 模型中三类错误总结 | 第50页 |
| 2.6 底物利用途径一致化 | 第50-52页 |
| 2.6.1 48种底物代谢能力预测 | 第50-51页 |
| 2.6.2 底物利用途径修正 | 第51-52页 |
| 2.7 通过基因组重注释扩展模型 | 第52-57页 |
| 2.7.1 P.putida基因组注释 | 第52-53页 |
| 2.7.2 利用注释信息扩展基因-酶反应 | 第53-55页 |
| 2.7.3 验证模型PpuQY1140预测正确性 | 第55-57页 |
| 2.8 本章小结 | 第57-59页 |
| 第三章 模型质量控制 | 第59-75页 |
| 3.1 已有模型质量控制方法 | 第59-62页 |
| 3.1.1 提高模型完整性 | 第59-61页 |
| 3.1.2 提高模型正确性 | 第61-62页 |
| 3.2 从能量产生角度考察模型质量 | 第62-65页 |
| 3.2.1 模型预测结果与实验结果相悖情况举例 | 第62页 |
| 3.2.2 36个模型最优ATP生成速率计算 | 第62-64页 |
| 3.2.3 模型能量无限产生错误分类 | 第64-65页 |
| 3.3 NADH无限产生导致能量无限产生 | 第65-67页 |
| 3.3.1 PpuMBEL1071模型NADH无限产生 | 第65-66页 |
| 3.3.2 AbyMBEL891模型NADH无限产生 | 第66-67页 |
| 3.4 质子驱动力净生成导致ATP无限产生 | 第67-69页 |
| 3.4.1 解脂耶氏酵母iYL619模型质子驱动力净生成 | 第67-68页 |
| 3.4.2 呼吸链错误导致驱动力净生成 | 第68-69页 |
| 3.5 ATP自身无限产生 | 第69-71页 |
| 3.6 能量无限产生错误查找流程 | 第71-73页 |
| 3.7 小结 | 第73-75页 |
| 第四章 复合代谢网络模型构建 | 第75-87页 |
| 4.1 复合代谢网络模型构建流程 | 第75-76页 |
| 4.2 KEGG数据提取与整理 | 第76-78页 |
| 4.2.1 反应数据提取与整理 | 第76-77页 |
| 4.2.2 酶数据提取与整理 | 第77页 |
| 4.2.3 反应可逆性数据提取与整理 | 第77-78页 |
| 4.3 利用KEGG数据扩展模型 | 第78-80页 |
| 4.3.1 精简KEGG反应 | 第78-79页 |
| 4.3.2 KEGG数据库数据与iJO1366模型命名一致化 | 第79页 |
| 4.3.3 提取KEGG数据库中大肠杆菌异源反应 | 第79-80页 |
| 4.4 依据文献和数据库数据手动扩展复合模型 | 第80-85页 |
| 4.4.1 扩展一碳单元利用途径 | 第80-84页 |
| 4.4.2 扩展产品合成途径 | 第84-85页 |
| 4.5 模型质量控制 | 第85-86页 |
| 4.5.1 反应可逆性错误修正 | 第85-86页 |
| 4.5.2 反应方程错误修正 | 第86页 |
| 4.6 本章小结 | 第86-87页 |
| 第五章 PHB新途径设计及验证 | 第87-107页 |
| 5.1 利用PpuQY1140模型预测PHB新途径 | 第87-91页 |
| 5.1.1 P.putida中PHB高产途径—苏氨酸循环途径 | 第87-88页 |
| 5.1.2 苏氨酸循环途径能量和还原力消耗 | 第88-89页 |
| 5.1.3 大肠杆菌中苏氨酸循环途径的应用 | 第89-91页 |
| 5.2 利用复合模型预测PHB合成新途径 | 第91-99页 |
| 5.2.1 NOG途径对PHB合成的影响 | 第91-92页 |
| 5.2.2 XuMP途径对PHB合成的影响 | 第92-93页 |
| 5.2.3 甘油吸收途径对PHB合成的影响 | 第93-94页 |
| 5.2.4 4-羟基丁酸循环途径对PHB合成的影响 | 第94-96页 |
| 5.2.5 利用复合模型预测大宗生化产品最优途径 | 第96-98页 |
| 5.2.6 产品合成最优途径选择 | 第98-99页 |
| 5.3 甲醛为底物时PHB最优途径预测 | 第99-101页 |
| 5.3.1 iJO1366模型预测PHB最优生成途径 | 第99-100页 |
| 5.3.2 复合模型预测PHB最优生成途径 | 第100-101页 |
| 5.4 构建PHB高产菌株 | 第101-106页 |
| 5.4.1 基于苏氨酸循环途径的PHB高产菌株 | 第101-103页 |
| 5.4.2 基于NOG途径的PHB高产菌株 | 第103-106页 |
| 5.5 本章小结 | 第106-107页 |
| 第六章 结论与展望 | 第107-111页 |
| 6.1 结论与创新点 | 第107-108页 |
| 6.1.1 主要结论 | 第107-108页 |
| 6.1.2 创新点 | 第108页 |
| 6.2 展望 | 第108-111页 |
| 参考文献 | 第111-127页 |
| 发表论文及参加科研情况说明 | 第127-129页 |
| 致谢 | 第129-131页 |
