代謝網路與信號轉導網路

㈠ 代謝能支撐假說、代謝網路假說和細胞經濟假說的理解並請提出你的工業發酵菌種選育和工藝控制的思路是

1）微生物生命活動的三個基本假說：
①代謝能支撐假說：微生物細胞生命活動的驅動原理（微生物能學）
②代謝網路假說：代謝網路與代謝物流圖（微生物第二解剖學）
③細胞經濟假說：細胞經濟運行與生存保障原理（細胞經濟學）。
2）代謝能支撐假設挑明了微生物生命活動的前提，即微生物細胞代謝能的持續供應問題；代謝網路假設梳理了微生物生命活動的內容，具體化了微生物細胞的能量、物質的轉化關系；細胞經濟假設揭示微生物生命活動的經濟管理原則，這些原則是人和微生物合作成功的基礎。
3）三個基本假說是反映微生物生命運動客觀規律的基本假說，分別認定了發酵工程的生物學屬性，論證了生物產品與其有機原料在代謝網路上聯網的可能性和現實性，理出了可用來解決微生物生存利益與人類的經濟利益之間矛盾的基本思路。
4）人們在代謝網路假說、微生物細胞機器的工作模式和微生物代謝的五段式的基礎上提出工業發酵菌種選育和工藝控制的思路：
①進：促進細胞對碳源等營養物質的吸收；
②通：使來自上游和各個注入分支的碳架物質能暢通地流向目的產物；
③節：阻塞與目的產物的形成無關或關系不大的代謝支流，使碳架物質相對集中地流向目的產物；
④堵：消除或削弱目的產物進一步代謝的途徑；
⑤出：促進目的產物向胞外空間分泌。

㈡ 如何繪制代謝網路圖

1、准備階段：確定目標，調查研究，項目分解，工作方案設計；
2、繪制網路階段：邏輯關系分析，網路構；
3、計算參數：工作持續時間和搭接時間，其他時間參數，確定關鍵線路；
4、編制可行網路計劃階段：檢查與修正，可行網路計劃編制；
5、確定正式的網路計劃階段：網路計劃優化，網路計劃的確定；
6、網路計劃的實施與控制階段：網路計劃的貫徹，檢查和數據採集，控制與調整；
7、收尾階段：分析，總結

㈢ 系統生物學的靈魂

——整合
作為後基因組時代的新秀，系統生物學與基因組學、蛋白質組學等各種「組學」的不同之處在於，它是一種整合型大科學。首先，它要把系統內不同性質的構成要素 （基因、mRNA、蛋白質、生物小分子等） 整合在一起進行研究。系統生物學研究所的第一篇研究論文，就是整合酵母的基因組分析和蛋白質組分析，研究酵母的代謝網路[2]。由於不同生物分子的研究難度不一樣，技術發展程度不一樣，對它們的研究水平有較大的差距。例如，基因組和基因表達方面的研究已經比較完善，而蛋白質研究就較為困難，至於涉及生物小分子的代謝組分的研究就更不成熟。因此，要真正實現這種整合還有很長的路要走。
對於多細胞生物而言，系統生物學要實現從基因到細胞、到組織、到個體的各個層次的整合。《科學》周刊系統生物學專集中一篇題為「心臟的模型化——從基因到細胞、到整個器官」的論文，很好地體現了這種整合性[3]。我們知道，系統科學的核心思想是：「整體大於部分之和」；系統特性是不同組成部分、不同層次間相互作用而「涌現」的新性質；對組成部分或低層次的分析並不能真正地預測高層次的行為。如何通過研究和整合去發現和理解涌現的系統性質，是系統生物學面臨的一個帶根本性的挑戰。
系統生物學整合性的第三層含義是指研究思路和方法的整合。經典的分子生物學研究是一種垂直型的研究，即採用多種手段研究個別的基因和蛋白質。首先是在DNA水平上尋找特定的基因，然後通過基因突變、基因剔除等手段研究基因的功能；在基因研究的基礎上，研究蛋白質的空間結構，蛋白質的修飾以及蛋白質間的相互作用等等。基因組學、蛋白質組學和其他各種「組學」則是水平型研究，即以單一的手段同時研究成千上萬個基因或蛋白質。而系統生物學的特點，則是要把水平型研究和垂直型研究整合起來，成為一種「三維」的研究。此外，系統生物學還是典型的多學科交叉研究，它需要生命科學、信息科學、數學、計算機科學等各種學科的共同參與。
系統生物學的整合性可以體現在兩種不同的策略上。第一種就是切奇（Church） 和後來胡德（Hood）的系統生物學研究所採用的方式，選定一個較為簡單的系統，如單細胞生物酵母，然後分析盡可能多的構成成分——基因組、轉錄組、蛋白質組、相互作用組，以揭示整個系統的行為。另外一種策略是吉爾曼 (A. G. Gilman) 領導的「信號轉導聯軍」採用的，以一個較為復雜的系統 (G 蛋白介導的和與其相關的細胞信號轉導系統） 為研究對象，採用盡可能多的研究手段去進行分析 （詳細介紹見本刊 2002 年第 02 期第 36 頁）。

㈣ 求救：發酵過程在線檢測的方法是什麼

首先看參數。

1. ph、do溶氧用的是在線電極，可以高溫在位滅菌，原理是極譜電極詳見網路極譜法

2. 溫度也是在線電極，這個很常規具體的可以網路知道

3. 壓力用的壓力感測器，類型非常多

4. 營養指標：糖濃度可以用在線生化分析儀

5. 細胞濃度，OD：有在線的活細胞分析儀
   

㈤ 代謝工程學的研究內容

與其他傳統的工程領域相比，途徑工程同樣強調解析與組合兩個特定的步驟，然而在很大程度上途徑操作過程基本上是分子生物學原理的一種技術表現形式，真正意義上的工程方面的成份並不佔主導地位。嚴格地講，生化反應過程的有關內容並不能定義為途徑工程。更多更顯著的工程成份只是反映在途徑工程的分析部分，如怎樣辨認能反映細胞生理狀態的主要參數？怎樣利用這些信息組織一個代謝網路的控制設計，並確定合理靶點以修飾構建特定的物種？怎樣進一步評估基因或酶的真實修飾效果，以實施新一輪的途徑修飾直到最佳狀態的確立？取代普通的定向靶點篩選程序，怎樣預測一個合理的過程以確定途徑操作的最有效靶點？上述問題是途徑工程分析部分應解決的問題。
途徑工程的一個嶄新觀點是關注代謝途徑的組合而非單一的反應，因此它必須考察完整的生化反應網路，重視途徑和目標產物的熱力學可行性、代謝流及其控制。從傳統的單一酶反應分析向相互作用的生化反應系統轉移是這一組合觀點的精髓，其中代謝網路的概念尤其重要，只有這樣，生物體代謝運動和細胞功能的圖視效果才能被強化。因此，途徑工程第一步的工作利用在廣泛而深入的研究中獲得的技術信息進行組合設計。
雖然生化代謝和細胞生理學理論為分析反應途徑提供了主要依據，但代謝流確定及其控制的研究結果具有更大的實用性。途徑工程最突出的特徵也許就是強調生化反應途徑與代謝流及其體內條件下的控制相關聯。將代謝流的定量分析方法與代謝流控制的分子生物學技術完美結合在一起，系統合理地修飾生物細胞的遺傳性狀，這是途徑工程的基石。在代謝途徑和代謝流的結構體系中，途徑工程的一個基本目標是闡明代謝流控制的因素和機制，對代謝流控制的全面理解是代謝途徑修飾的基礎。系統研究代謝流及其控制機制有三大基本步驟：第一，建立一種能盡可能多地觀察途徑並測定其流量的方法。為了做到這一點，通常從測定細胞外代謝物的濃度入手進行簡單的物料平衡。這里必須強調的是，一個代謝途徑的代謝流並不等於該途徑中一個或多個酶的活性。事實上，酶法分析並不能提供途徑真正的代謝流信息，除非相應的酶在體外分析條件下存在並具有活性。在代謝分析中，酶法分析經常會錯誤地顯示相似數量級的代謝流，導致產生不正確的結論。第二，在生化代謝網路中施加一個已知的擾動，以確定在系統鬆散之後達到新的穩態時的途徑代謝流。常採用的擾動方式包括啟動子的誘導、底物補加脈沖、特定碳源消除或物理因素變化等。雖然任何有效的擾動對代謝流的作用都是可以接受的，但擾動應該定位於緊鄰途徑節點的酶分子上。一種擾動往往能提供多個節點上的信息，這對於精確描述代謝網路控制結構所必需的最小實驗量是至關重要的。第三，系統分析代謝流擾動的結果。如果某個代謝流的擾動對其下游代謝流未能造成可觀察的影響，那麼就可以認為該處的節點對上游擾動的反應是剛性（Rigid）的，與之相反的情況則稱為柔性（Fluxible）。在剛性節點處，試圖通過改變上游酶活性來影響下游代謝流的做法是徒勞的。
除了上述對代謝途徑的物質流和能量流進行分析之外，途徑工程的概念同樣適用於分析信息流，如信號轉導途徑等。隨著分子生物學研究的不斷深入，生物體內各種形式的信號轉導途徑作用機製得以闡明和積累，更進一步的意義在於合理設計、修飾甚至更換受體分子、信號分子、驛站分子以及基因表達調控的順式元件，構建嶄新的信號轉導途徑，最終形成途徑工程新的分支——信號轉導途徑工程。
途徑工程中的基因操作部分已經相當成熟，基因重組、克隆和表達的成功率在很大程度上依賴於生物材料與試劑。唯一值得研究的是重組DNA分子在目標生物體染色體上的整合機制、頻率以及整合子的遺傳穩定性，而後者又涉及到細胞生理代謝途徑的綜合平衡、外源基因表達程度與時段的調控設計、以及細胞對目標產物的耐受性等相關問題，因此是途徑工程應用的限制性因素。

㈥ 代謝網路的作為代謝通道是有起訖點的

（3）代謝網路沒有絕對的起點和終點，代謝路徑作為代謝通道是有起訖點的
對於延續的微生物生命來講，代謝網路沒有絕對的起點，也沒有絕對的終點，形成細胞的4個反應群（產能反應群、生物合成反應群、多聚反應群、組裝反應群）環環相扣，初級代謝的三大板塊（向心板塊、中心板塊、離心板塊）兩兩相接，成一個整體。
微生物的代謝網路就像有許多鐵路線組成的各個鐵路局和鐵路交通網。當我們使用指定的原料生產某特定的發酵產品時，我們期望有機物流經最有利於高產的途徑（理想載流路徑）聲稱發酵產物；正如我們乘火車去某城市就要選定一條合適的鐵路線一樣。全國鐵路網被分成幾個鐵路局轄區，相當於代謝網路分成三個板塊；鐵路線可以跨鐵路局，相當於載流路徑可以跨網路板塊。微生物細胞機器的工作模式把細胞機器運行階段的載流路徑描寫成由向心途徑、中心途徑和離心途徑三者依次首尾銜接而貫通的一條「通道」。

㈦ 精氨酸的代謝網路著急

精氨酸是鳥氨酸循環中的一個組成成分，具有極其重要的生理功能。多吃精氨酸，可以增加肝臟中精氨酸酶的活性，有助於將血液中的氨轉變為尿素而排泄出去。所以，精氨酸對高氨血症、肝臟機能障礙等疾病頗有效果。

精氨酸是一種雙基氨基酸，對成人來說雖然不是必需氨基酸，但在有些情況如機體發育不成熟或在嚴重應激條件下，如果缺乏精氨酸，機體便不能維持正氮平衡與正常的生理功能。病人若缺乏精氨酸會導致血氨過高，甚至昏迷。嬰兒若先天性缺乏尿素循環的某些酶，精氨酸對其也是必需的，否則不能維持其正常的生長與發育。

精氨酸的重要代謝功能是促進傷口的癒合作用，它可促進膠原組織的合成，故能修復傷口。在傷口分泌液中可觀察到精氨酸酶活性的升高，這也表明傷口附近的精氨酸需要量大增。精氨酸能促進傷口周圍的微循環而促使傷口早日痊癒。

精氨酸的免疫調節功能，可防止胸腺的退化（尤其是受傷後的退化），補充精氨酸能增加胸腺的重量，促進胸腺中淋巴細胞的生長。

補充精氨酸還能減少患腫瘤動物的體積，降低腫瘤的轉移率，提高動物的活存時間與存活率。

在免疫系統中，除淋巴細胞外，吞噬細胞的活力也與精氨酸有關。加入精氨酸後，可活化其酶系統，使之更能殺死腫瘤細胞或細菌等靶細胞 鳥氨酸循環詳細過程過程 又稱「尿素循環」。機體對氨的一種解毒方式。肝臟是鳥氨酸循環的重要器官。 ①NH3、CO2、ATP縮合生成氨基甲醯磷酸 ②瓜氨酸的合成 ③精氨酸的合成 ④ 精氨酸水解生成尿素 總反應式： NH3+CO2+3ATP+Asp+2H2O→ 尿素+2ADP+2Pi+AMP+PPi+延胡索酸 該循環要點： ①尿素分子中的氮，一個來自氨甲醯磷酸（或游離的NH3），另一個來自天冬氨酸（Asp）； ②每合成1分子尿素需消耗4個高能磷酸鍵； ③循環中消耗的Asp可通過延胡索酸轉變為草醯乙酸，再通過轉氨基作用，從其他a-氨基酸獲得氨基而再生； ④在鳥氨酸循環中，精氨酸代琥珀酸合成酶活性相對較小，所以該酶被認為是鳥氨酸循環的限速酶

㈧ 生命科學科研工作者應該學會使用哪些軟體

文獻管理與分析：
EndNote X1，文獻管理軟體，平時方便論文管理，寫文章的時候插入文獻也是相當的方便；
RefViz 2.1，文獻分析軟體，與EndNote結合使用，分析文獻，可以省掉大把自己看自己歸納的時間；
ReferenceManager似乎很久沒有更新了，Thomoson看來以後可能只管EndNote了。

2.分子生物學綜合軟體：
Vector NTI 10.3，分子生物學的綜合軟體，什麼功能幾乎都全了；
BioEdit 7，雜七雜八的功能湊在一起的一個分子生物學軟體，有些罕見的Vector NTI所沒有的功能；
DNAMAN 6，與Vector NTI類似的一個軟體，但是圖型化上做的很差，集成度和序列的管理功能比Vector NTI差的不是一點點，罕用，但有時候有些序列的格式非得要用它的樣子排，沒有辦法；

3. 大分子二維/三維結構繪圖軟體：
PyMol 0.99，有1.0，可惜要錢了，也沒有P-J。蛋白質三維結構查看軟體，神奇的就在於它可以編輯小范圍內的結構；
DeepViewer 3.7，PDB Viewer的換湯不換葯升級版，在預測功能上有所突破，期待新版本的出現令其可與PyMol有的一拼，誰叫PyMol在Windows下開始收錢呢？為了一個PyMol裝個Linux似乎還沒有這樣大的動力；
RNADraw 1.1，RNA和DNA二級結構的分析軟體，可以分析做PCR的時候的引物的二聚體，更直觀一些；
Accelery Insight II，Linux下的大型三維結構模擬軟體，2.1 G！據稱是非常強大。為了這個裝個Linux似乎還說的過去。

4. 質粒繪圖軟體：
Vector NTI和DNAMAN其實也可以畫，但是不如下面這幾個來的專業或方便：
SimVector 4，與Primer Premier同一家公司的軟體，畫質粒的一個軟體，效果還行，與VectorNTI畫出來的風格不一樣，有的雜誌喜歡；
WinPlas 2.7，很老的質粒繪圖軟體，很久沒有升級了，畫出來的質量非常差，可是小，比較快；
Visual Cloning 3.2.4，一個界面豪華的質粒及克隆整個過程的畫圖軟體，大而慢，選用。

5. 引物設計軟體：
Primer premier 5，引物設計軟體，大家都用，我也用；
Oligo 6.7包1，引物設計軟體，大家都用，我還用，設計Fusion PCR和In-Fusion連接的引物的時候，比Primer premier直觀一些；
Allele ID 6.0/Beacon Designer 7.0，RT-PCR設計軟體，與Primer Premier同一家公司的軟體，軟體界面非常相似，到現在也沒有搞清楚兩個有什麼區別，不知道有什麼意思，具體還需要試一下；

6. 辦公軟體：
Microsoft WORD 2003，不說了；
Microsoft Excel 2003，不說了；
Microsoft PowerPoint 2003，不說了；
Adobe Acrobat Professional 8.1，不說了；
PDF2Office 2.0，把PDF轉成WORD，中文支持大大的好，但頁面格局往往破壞的一塌糊塗；
Alt PDF Password Recovery 2.3，看名字就知道干什麼的了，相當強大，加密的PDF往往不能取詞不能列印；
SolidPDFConverter 3.0，把PDF轉成WORD，中文支持大大的不好；

7. 凝膠分析軟體：
QuantityOne 4.6.2，BioRad的凝膠成像儀自帶的電泳圖像軟體，算很好上手的了；
GelPro Analyzer 4.5，跑膠和雜交以及菌落的分析軟體，已有6.0版，可惜我這里沒有破解版；
PDQuest 8.0.1 Advance，BioRad的二維電泳分析軟體，算好用的，功能上沒用過其它的，真的不好說；

代謝網路和信號傳導分析軟體：
CellNetAnalyzer 6.0，以前叫FluxAnalyzer，基於MatLab的代謝網路和信號傳導網路分析模塊，大部分論文中的代謝網路分析都是或明或暗的用這個分析的；
PathwayStudio 5.0，蛋白質相互作用、細胞信號轉導和代謝分析的軟體；

8. 圖片處理：
圖片是用來表達思想最有力的工具了，所以在這里就多了一些。
Adobe Photoshop CS3 Extended，修改圖片，可以做出以假亂真的效果，功能非常強大，但在畫示意圖上不是很方便，對線條和幾何圖形的支持尤為不便；
Adobe Streamline 4，好久沒有升級的一個軟體，把點陣圖轉成矢量圖的一個軟體，很好用；
Image-Pro Plus 6.0，對圖象進行加工處理並得到數據的軟體，專業，相當的專業，已有6.2版，可惜我這里沒有破解版；
Adobe Fireworks CS3/Illustrator CS3，矢量圖和點陣圖工具二合一，可以畫一些復雜的圖，像GENE，MCB上面的很多圖都可以很輕松的用Fireworks/Illustrator畫出來，流程圖，細胞結構，各種復雜的示意圖等等都沒有問題，矢量工具非常好用。Fireworks更適合入門。Illustrator是純粹的矢量軟體，新手用起來可能會有點不適應，特別是從Photoshop轉過來的新手；
ChemSketch 10，畫分子結構式的，幾乎可以勝任所有的化學結構式的任務了；
SnagIt 8.5，抓圖軟體，同類軟體裡面最好用的一個了，連續截屏和延遲截屏是最大特色；

9. 流程圖軟體：
Microsoft Visio 2003，畫流程圖和一些復雜的示意圖，與SmartDraw類似，但是在PPT裡面的顯示效果遠勝SmartDraw，因為與PPT是一家的，兼容性更好，更方便；
SmartDraw 7.7，畫流程圖和一些復雜的示意圖；
ConceptDraw 7.5 Professional，SmartDraw在接下來一段時間內的強有力的競爭對手，雖然SmartDraw 8 Professional進行了升級，但是卻不再支持中文，相當讓人失望，ConceptDraw這時候具有了天然的競爭優勢了；

10. 數學統計軟體：
OriginPro 8.0 SP1，畫各種各樣的曲線圖，兼做簡單的數據處理；
SigmaPlot 10.0，與Origin類似，畫出來的圖風格不大一樣，OriginPro 8.0推出之後，SigmaPlot已經漸顯頹勢，期待新版本了；
SigmaStat 3.5，分析為主的一個小統計軟體，在SigmaPlot中可以調用它，如果不用SigmaPlot，個人感覺其沒有任何意義；
SPSS 16，大型的分析軟體，幾乎擁有所有的統計分析功能；
MatLab 7.1，呵呵，這樣說吧，數學裡面的，幾乎什麼都可以；
SAS JMP 7.0，SAS公司為了解決SAS難用而開發的一個軟體，據一位專業級的統計分析人物推薦，覺得SPSS太不中用，還是SAS家的東西可靠些。
另外還有很多常見的分析軟體如SAS 9.1，Statistica 7.0， SysStat 12.0等等，功能上都差不多，都很強大，但我們還是實驗為主，能完成任務即可，實際上學精任何一個都足夠用了。

其它：
UltraEdit 13.10a，取代記事本的一個強大軟體，很多時候會用到，比如把CNKI的數據導到EndNote，有些軟體的16進制下的P-J；
這些軟體目前而言，應該可以對付從科研到發文章的所有的事情了。

㈨ 節點的工作原理

節點」一概念被廣泛應用於許多領域。電力學中，節點是塔的若幹部件的匯合點。機械工程學中，節點是在一對相嚙合的齒輪上，其兩節圓的切點。在網路拓撲學中，節點是網路任何支路的終端或網路中兩個或更多支路的互連公共點。生化工程中，代謝網路分流處的代謝產物稱為節點。在程序語言中，節點是XML文件中有效而完整的結構的最小單元。在作圖軟體MAYA中，節點是最小的單位。每個節點都是一個屬性組。節點可以輸入，輸出，保存屬性。 ★在裝修構造中，那些以一種或多種材料組合並通過某種造型所形成的連接點，常稱作節點。它是交待設計造型的重要環節，同時也是體現設計細部的重要因素。在圖紙中常以局部剖面的形式體現，重點交待尺寸、構造、材質等具體細節。

★在CorelDraw等軟體中，線段的兩端為節點，節點以小方塊表示。

★在網路中，任何計算機或其它設備（如列印機)。

Internet上的任何計算機，一個主機(host)。

每一個工作站﹑網路傳真機﹑網路列印機﹑檔案伺服器﹑或任何其它擁有自己唯一網路地址的設備都是節點。它們是怎樣獲得網路地址的呢﹖從網路卡那裡獲得。每一張網路卡在出廠的時候都會被廠家分配一個地址﹐使用者是不可能變更此地址的。

這樣的地址安排就如我們日常的家庭地址一樣﹐是用來區分各自的身份的。您的網路必須有能力去區別這一個地址有別於其它的地址。在網路裡面﹐有很多資料封包會由一個節點傳送到另一個節點﹐同時要確定封包會被正確的傳達目的地﹐而這個目的地就必須依靠這個網路卡地址來認定了。

節點是一個很抽象和應用很廣泛的概念，通俗的說就是某個大環境中的一個點或者一段，好比公交車線路中的一個站台。

節點類型分為：一對多，多對一，多對多等方式。任何一個節點都是由輸入輸出和中間計算三部分構成的。一般情況下，一個節點會從另一個節點取得數據作為自身計算的依據，然後在內部進行計算，最後將計算結果按要求交給下一個節點。其實節點就好象一個電視機，一端輸入的是無線電信號，另一端則輸出的是聲音和圖象。從無線電信號轉變為聲光信號的過程是在電視機的內部完成的。雖然大多數的人不知道電視機是怎樣轉換的，但它並不影響我們的使用。一個節點可以有個一個輸入屬性，也可以有一組輸入屬性。輸出也是一樣。