Mathematische Modelle zur Beschreibung des Einflusses der Überexpression von Hefe-Fructose-1,6-bisphosphatase auf den anaeroben Glucosestoffwechsel von Escherichia coli:
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INHALTSVERZEICHNIS SEITE
A: TEXTTEIL
1. EINLEITUNG 1
1.1. DIE REGULATION DES GLUCOSESTOFFWECHSELS IN
E. COLI 1
1.2. UNTERSUCHUNGEN ZUR KONTROLLE DES KOHLENHYDRATSTOFFWECHSELS 6
1.2.1. ZUR METABOLISCHEN KONTROLLTHEORIE 6
1.2.2. MODELLE FUER DIE
IN WVO-REGULATION 8
1.2.3. GENTECHNISCHE EXPERIMENTE ZUR STOFFWECHSELKONTROLLE 8
2. AUFGABENSTELLUNG 11
3. MATERIAL UND METHODEN 12
3.1. GRUNDBEGRIFFE UND BASISGLEICHUNGEN FUER DIE BERECHNUNG VON
ELEMENTARMODEN 12
3.2. COMPUTERSIMULATIONEN METABOLISCHER PROZESSE
3.2.1. ZEITABHAENGIGKEITEN 14
3.2.2. BERECHNUNG VON STATIONAERZUSTAENDEN IN ABHAENGIGKEIT VON PARAMETERN
15
3.2.3. GLIEDERUNG DER ARBEITSSCHRITTE 16
3.3. KINETISCHE BESCHREIBUNG DER IN DEN MODELLEN VORKOMMENDEN
ENZYMATISCHEN SCHRITTE (NICHTGLEICHGEWICHTSENZYME) 18
3.3.1. DIE REAKTION DES PHOSPHOTRANSFERASESYSTEMS 18
3.3.2. PYRUVATKINASE 19
3.3.3. PHOSPHOFRUCTOKINASE 20
3.3.4. HEFE-FBPASE 22
3.3.5. ATPASEN 23
3.3.6. PYRUVAT-FORMIAT-LYASE 23
3.3.7. ACETATKINASE 24
3.3.8. EFFLUX UND GLYCEROL-3-PHOSPHAT-DEHYDROGENASE 24
3.3.9. LACTATDEHYDROGENASE 25
3.3.10. ENZYME DES METHYLGLYOXALWEGES 25
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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4. ERGEBNISSE
26
4.1. DAS REAKTIONSNETZ 26
4.2. THEORETISCHE UEBERLEGUNGEN UND BERECHNUNGEN ZUR VERTEILUNG
STATIONAERER
SUBSTRATFLUESSE IN DER GLYKOLYSE UND ANAEROBEN DISSIMILATION VON PYRUVAT
4.2.1. DAS DIFFERENTIALGLEICHUNGSSYSTEM 30
4.2.2. DARSTELLUNG VON ELEMENTARMODEN FUER DAS GEGEBENE REAKTIONSNETZ 32
4.2.3. BERECHNUNG UND DARSTELLUNG VON EXTREMZUSTAENDEN UND
ARBEITSBEREICHEN
STATIONAERER METABOLISCHER FLUSSRATEN 36
4.2.4. ELEMENTARMODEN FUER DAS UM DEN METHYLGLYOXALWEG ERWEITERTE
REAKTIONSNETZ 46
4.3. MODELLIERUNG ZEITABHAENGIGER METABOLISCHER PROZESSE 51
4.3.1. DIE GLEICHUNGSSYSTEME FUER DIE BERECHNUNG VON METABOLITKONZEN
TRATIONEN UND ENZYMAKTIVITAETEN 51
4.3.2. SIMULATION VON ZEITABHAENGIGEN METABOLISCHEN PROZESSEN 55
4.3.2.1. METABOIITKONZENTRATIONEN, ENZYMAKTIVITAETEN UND STOFFWECHSEL
PRODUKTE IN EINEM MODELL, DAS DEN METHYLGLYOXALWEG ENTHAELT 56
5. DISKUSSION 62
5.1. ZUM VERGLEICH VON MODELL UND EXPERIMENTEN 62
5.2. DISKUSSION UND FALSIFIZIERUNG VON HYPOTHESEN ZUR REGULATION DER
AKTIVITAETEN VON PTS, PFK UND ATP-VERBRAUCHENDEN PROZESSEN 65
5.3. VERGLEICH DER MODELLRECHNUNGEN MIT LITERATURBEFUNDEN UND ANDEREN
MODELLRECHNUNGEN 69
5.4. AUSBLICK 72
B: ANLAGEN
6. ZUSAMMENFASSUNG
73
7. LITERATURVERZEICHNIS
77
7.1. DISSERTATIONEN UND PUBLIKATIONEN 77
7.2. COMPUTERGESTUETZTE DATENBANKEN ZUR TOPOLOGIE VON
STOFFWECHSELWEGEN UND ZU DEN EIGENSCHAFTEN VON ENZYMEN 87
8. ANHANG
8.1. ZUSAMMENSTELLUNG DER ZUGRUNDELIEGENDEN EXPERIMENTELLEN BEFUNDE
8.2. AUSGEWAEHLTE PROZEDUREN ZU DEN COMPUTERPROGRAMMEN FUER DIE IN
VORLIEGENDER ARBEIT DURCHGEFUEHRTEN SIMULATIONEN
9. DANKSAGUNG |
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