بازسازی و آنالیز شبکه متابولیکی مبتنی بر ژنوم باکتری استرپتوکوکوس بویس B315 دخیل در تولید اسید لاکتیک در محیط شکمبه

Abstract

استرپتوکوکوس بویس یکی از باکتری های مصرف کننده نشاسته و تولیدکننده اسید لاکتیک در شکمبه است. با توجه به نقش استرپتوکوکوس بویس در تولید اسید لاکتیک، اطلاعات زیستی وسیعی از این گونه منتشر شده است. اما تا به حال، خصوصیات و توانمندی های متابولیکی این باکتری در سطح یک سیستم تجزیه و تحلیل نشده است. در پژوهش حاضر، مدل متابولیکی مبتنی بر ژنوم باکتری استرپتوکوکوس بویس (iStr472) برای اولین بار بر اساس اطلاعات ژنومی بدست آمده از سویه استرپتوکوکوس بویس B315 ساخته شد. مدل iStr472 با اهداف مختلف نظیر استواری، توپولوژی و توانایی های مدل در مصرف سوبستراهای دیگر آنالیز گردید. مدل بازسازی شده تعداد 694 واکنش، 626 متابولیت و 472 ژن را شامل گردید. بیشترین واکنش ها در مسیر متابولیکی نوکلئوتیدها قرار داشتند. ژن های متابولیکی مدل 6/27 درصد از کل ژن های رمزگذارنده را شامل شد. مقایسه دو مدل (iStr472 و ModelSEED) نشان داد که مدل iStr472 از دقت و صحت بالاتری نسبت به مدل دیگر برخوردار است. شانزده متابولیت با درجه اتصال بالا در مدل شناسایی گردید. حذف واکنش ها نشان داد که مدل 126 واکنش حیاتی برای رشد را شامل می شود. بر اساس پیش بینی مدل، تولید زیست توده استرپتوکوکوس بویس تحت تأثیر لاکتات تولیدی قرار می گیرد. مدل همچنین قادر است از فروکتوز به عنوان منبع کربنی استفاده کند. روی هم رفته، از پیش بینی های مدل iStr472 می توان به عنوان ابزاری برای درک بهتر متابولیسم و همچنین مهندسی متابولیک استرپتوکوکوس بویس به منظور تولید لاکتات کمتر در محیط شکمبه بهره برد.