Spirulina produces $\gamma$-linolenic acid (GLA), an important pharmaceutical substance, in a relatively low level compared with fungi and plants, prompting more research to improve its GLA yield. In this study, metabolic flux analysis was applied to determine the cellular metabolic flux distributions in the GLA synthetic pathways of two Spiru/ina strains, wild type BP and a highGLA producing mutant Z19/2. Simplified pathways involving the GLA synthesis of S. platensis formulated comprise of photosynthesis, gluconeogenesis, the pentose phosphate pathway, the anaplerotic pathway, the tricarboxylic cycle, the GLA synthesis pathway, and the biomass synthesis pathway. A stoichiometric model reflecting these pathways contains 17 intermediates and 22 reactions. Three fluxes - the bicarbonate (C-source) uptake rate, the specific growth rate, and the GLA synthesis rate - were measured and the remaining fluxes were calculated using linear optimization. The calculation showed that the flux through the reaction converting acetylCoA into malonyl-CoA in the mutant strain was nearly three times higher than that in the wildtype strain. This finding implies that this reaction is rate controlling. This suggestion was supported by experiments, in which the stimulating factors for this reaction $(NADPH\;and\;MgCl_{2})$ were added into the culture medium, resulting in an increased GLA-synthesis rate in the wild type strain.
Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
/
2003.10a
/
pp.251-257
/
2003
Metabolic engineering has become a new paradigm for the more efficient production of desired bioproducts. Metabolic engineering can be defined as directed modification of cellular metabolism and properties through the introduction, deletion, and modification of metabolic pathways by using recombinant DNA and other molecular biological tools. During the last decade, metabolic flux analysis(MFA) has become an essential tool fur metabolic engineering. By MFA, the intracellular metabolic fluxes can be quantified by the measurement of extracellular metabolite concentrations in combination with the stoichiometry of intracellular reactions and mass balances. The usefulness and functionality of MFA are demonstrated by applying to metabolic pathways in E. coli. First, a large-scale in silico E. coli model is constructed, and then the effects of carbon sources on intracellular flux distributions and succinic acid production were investigated on the basis of the uptake and secretion rates of the relevant metabolites. The results indicated that succinic acid yields increased in order of gluconate, glucose and sorbitol. Acetic acid and lactic acid were produced as major products rather than when gluconate and glucose were used carbon sources. The results indicated that among three carbon sources available, the most reduced substrate is sorbitol which yields efficient succinic acid production.
The purpose of this study was to identify conserved metabolic pathways and conserved genes in 122 archaeal species. Using the Clusters of Orthologous Groups of Proteins (COG) database of conserved genes, we analyzed whether 122 species had 63 COG metabolic pathways, the 822 COGs that compose them, and a total of 4,877 COGs. Archaeal ribosomal proteins were the most conserved in metabolic pathways. 46 COGs in seven COG pathways among 63 COG pathways and 20 COGs in others were conserved in 122 species. Some genes involved in cell wall and extracellular matrix synthesis, replication, transcription, translation, and protein metabolism were common to all 122 species. When the distance value of the phylogenetic tree was analyzed at the phylum level or class level, the average was the lowest at the class Halobacteria of the phylum Euryarchaeota. Standard deviation was high for the class Nitosospharia of the phylum Thaumarchaeota, the unclassified members of phylum Thaumarchaeota, the class Halobacteria of the phylum Euryarchaeota, the class Thermoprotei of the phylum Crenarchaeota, and other archaea. Furthermore, the phylogenetic tree analysis revealed six commonalities. The results of this study, along with data on conserved genes, could be used for drug development and gene selection for strain improvement.
Biohydrogen production from organic wastewater by anaerobically activated sludge fermentation has already been extensively investigated, and it is known that hydrogen can be produced by glucose fermentation through three metabolic pathways, including the oxidative decarboxylation of pyruvic acid to acetyl-CoA, oxidation of NADH to $NAD^+$, and acetogenesis by hydrogen-producing acetogens. However, the exact or dominant pathways of hydrogen production in the anaerobically activated sludge fermentation process have not yet been identified. Thus, a continuous stirred-tank reactor (CSTR) was introduced and a specifically acclimated acidogenic fermentative microflora obtained under certain operation conditions. The hydrogen production activity and potential hydrogen-producing pathways in the acidogenic fermentative microflora were then investigated using batch cultures in Erlenmeyer flasks with a working volume of 500 ml. Based on an initial glucose concentration of 10 g/l, pH 6.0, and a biomass of 1.01 g/l of a mixed liquid volatile suspended solid (MLVSS), 247.7 ml of hydrogen was obtained after a 68 h cultivation period at $35{\pm}1^{\circ}C$. Further tests indicated that 69% of the hydrogen was produced from the oxidative decarboxylation of pyruvic acid, whereas the remaining 31% was from the oxidation of NADH to $NAD^+$. There were no hydrogen-producing acetogens or they were unable to work effectively in the anaerobically activated sludge with a hydraulic retention time (HRT) of less than 8 h.
Yi, Tong;Lim, Hye Jin;Lee, So Jeong;Lee, Kyung-Ho;Kim, Dong-Myung
Journal of Industrial and Engineering Chemistry
/
v.67
/
pp.231-235
/
2018
In this study, we demonstrate the conversion of starch to (R,R)-2,3-butanediol (2,3-BD) in a hybrid cell-free synthesis system containing a mixture of lysates derived from Escherichia coli (E. coli) and cyanobacteria. A sufficient pool of pyruvate required for the synthesis of 2,3-BD was generated by combining metabolic pathways of cyanobacteria and E. coli. Successful synthesis of 2,3-BD was achieved by additional modifications of the hybrid cell-free system with the enzymes required to convert pyruvate to 2,3-BD. The results demonstrate a new approach to harness biological pathways to expand the scope of cell-free metabolic engineering by cross-species combinations of cell lysates.
Due to the polygenic nature of cancer, it is believed that breast cancer is caused by the perturbation of multiple genes and their complex interactions, which contribute to the wide aspects of disease phenotypes. A systems biology approach for the identification of subnetworks of interconnected genes as functional modules is required to understand the complex nature of diseases such as breast cancer. In this study, we apply a 3-step strategy for the interpretation of microarray data, focusing on identifying significantly perturbed metabolic pathways rather than analyzing a large amount of overexpressed and underexpressed individual genes. The selected pathways are considered to be dysregulated functional modules that putatively contribute to the progression of disease. The subnetwork of protein-protein interactions for these dysregulated pathways are constructed for further detailed analysis. We evaluated the method by analyzing microarray datasets of breast cancer tissues; i.e., normal and invasive breast cancer tissues. Using the strategy of microarray analysis, we selected several significantly perturbed pathways that are implicated in the regulation of progression of breast cancers, including the extracellular matrix-receptor interaction pathway and the focal adhesion pathway. Moreover, these selected pathways include several known breast cancer-related genes. It is concluded from this study that the present strategy is capable of selecting interesting perturbed pathways that putatively play a role in the progression of breast cancer and provides an improved interpretability of networks of protein-protein interactions.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
/
v.18
no.5
/
pp.95-102
/
2013
In metabolomics, metabolic pathway is represented by well-displayed graph. Metabolic pathways, especially, have a complex binding structure, which makes the graphical representation hard to visualize. There is a problem that edge crossings exponentially increase as the number of nodes grows. To apply automatic graph layout techniques to the genome-scale metabolic flow of metabolism domains, it is very important to reduce unnecessary edge crossing on a metabolic pathway layout. we proposed a metabolic pathway layout algorithm based on 2-layer layout. Our algorithm searches any meaningful component existing in a pathway, such as circular components, highly connected nodes, and the components are drawn in upper layer. Then the remaining subgraphs except meaningful components are drawn in lower layer by utilizing a new radial layout algorithm. It reduces ultimately reduced the number of edge crossings. This algorithm is the basis of flexible analysis for metabolic pathways.
Ham, Sung-Il;Song, Eun-Ha;Yang, San-Duk;Thong, Chin-Ting;Rhie, Arang;Galbadrakh, Bulgan;Lee, Kyung-Eun;Park, Hyun-Seok;Lee, San-Ho
Genomics & Informatics
/
v.7
no.3
/
pp.171-174
/
2009
The characteristics of metabolic pathways make them particularly amenable to layered graph drawing methods. This paper presents a visual Java-based tool for drawing and annotating biological pathways in two- and a-half dimensions (2.5D) as an alternative to three-dimensional (3D) visualizations. Such visualization allows user to display different groups of clustered nodes, in different parallel planes, and to see a detailed view of a group of objects in focus and its place in the context of the whole system. This tool is an extended version of J2dPathway.
Birth weight and subsequent weight gain is of critical importance in the survival and performance of piglets on a commercial swine farm setting. Oropharyngeal microbiome could influence immunity, and feeding behavior thus impacting health and weight gain. We used 16S rRNA gene sequencing to profile the composition and predicted metabolic functionality of the oropharyngeal microbiota in 8 piglets (4 with a birthweight ≤ 1.0 kg and 4 with a birthweight ≥ 1.7 kg) at 11, 26, and 63 days of age. We found 9 genera that were significantly associated with average daily gain (ADG) at 11 days (false discovery rate, FDR < 0.05) and 26 days of age (FDR < 0.1), respectively. The microbial functional profile revealed several pathways associated with ADG (FDR < 0.05). Among these, pathways related to degradation of catechols showed a positive association with ADG at 11, 26, and 63 days of age, implying a potential to breakdown the host-derived catecholamines. We also noted that pathways related to the biodegradation of nucleosides and nucleotides increased with ADG during the pre-weaning phase, while those involved in their biosynthesis decreased. Our findings provide insights into the oropharyngeal microbial memberships and metabolic pathways that are involved in a piglet's weight gain. Thus, providing a basis for the development of strategies aimed at improving weight gain in pigs.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.