에탄올 생산대사 네트워크의 동역학 모델구축과 파라미터 추정
- 발행기관 서강대학교 대학원
- 지도교수 이진원
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 화공생명공학과
- 식별자(기타) 000000108444
- 본문언어 한국어
목차
세포에 대한 수학적인 모델링은 실험상의 데이터를 의미 있게 조직화 시켜주고 대사공학이나 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션 연구 시 올바른 방향을 지시해 줄 수 있다. Yeast(Saccharomyces cerevisiae)의 에탄올 생산의 최적화를 위하여 에탄올 생산대사 네트워크의 모델링을 구축하고 분석하였다.
본 연구에서는 조절 맵(regulation map)의 구성을 통하여 대사 체계의 해석 및 세부 조절 패턴(regulation pattern)과 조절 컨트롤 (regulation control) 메커니즘 분석을 수행 하고자 하였다.
조절 맵(Regulation map)의 구성을 위하여 Yeast (Saccharomyces cerevisiae) 대사 반응에 참여하는 수많은 영향 인자(effector)들 중에서 효소 반응(enzyme reaction)에 영향을 줄 수 있는 영향 인자를 중심으로 연구를 진행하였다. Yeast(Saccharomyces cerevisiae)의 대사 네트워크와 관련된 총 14 개의 효소 반응식 (enzymatic kinetics)을 사용하여 모델을 구성하였으며, 이들 대부분은 문헌(literature)과 웹(web)을 통하여 수집되었다. 엄밀성을 가진 대사 네트워크 모델(metabolic network model)을 구축하기 위해 MATLAB으로 구축한 동역학 모델 시뮬레이터(simulator)를 이용하여 모사연구(simulation)를 수행하였다.
Yeast(Saccharomyces cerevisiae)의 에탄올 생산시 핵심요소는 elasticity coefficient 와 parameter elasticity를 구해봄으로써 연구 하였다. 이들의 정량적인 값을 구하기 위해 벡터 합(vector norm)을 이용하는 euclidean norm을 선택하였다. euclidean norm의 계산을 위해 MATLAB이 사용하였다. 이러한 연구는 Yeast(Saccharomyces cerevisiae)를 이용한 에탄올 생산의 최적화에 정보를 제공할 수 있다.
목차
Mathematical that can organize the available experimental information, and provide insight and guidance for successful metabolic engineering and computational methods are needed. In order to optimize the ethanol production in Saccharomyces cerevisiae a metabolic pathway of the ethanol production was constructed and analyzed.
In this study the analysis of mechanism in metabolic system, regulation pattern, and regulations control were carried out by studying each factors in the regulation map. In order to compose the regulation map, effectors that mainly effect the enzyme reaction were especially closely studied, among the various effectors in the metabolic system of Saccharomyces cerevisiae.
Overall 14 enzymatic kinetic related to metabolic network of Saccharomyces cerevisiae were used in order to compose the model. The data of enzymatic kinetic related to metabolic network of Saccharomyces cerevisiae are based on literature and web database. In order to maintain a more accurate metabolic network model by using the newly designed kinetic model simulator, MATLAB was used as a simulator.
The key factor of ethanol production in Saccharomyces cerevisiae was studied by measuring the elasticity coefficient and parameter elasticity. In order to obtain the quantitative value of the parameter elasticity coefficients the euclidean norm which base on vector norm were used. MATLAB was used for calculation of the euclidean norm. It will be help to desigin an optimization pathway to ethanol production in Saccharomyces cerevisiae.
