Noack, Stephan: Integrative Auswertung von Multi-Omics-Daten aus dem Zentralstoffwechsel von Corynebacterium glutamicum. 2009
Inhalt
- Zusammenfassung
- Vorwort
- Inhaltsverzeichnis
- Abkürzungen und Formelzeichen
- Teil I Einleitung und Methoden
- Kapitel 1 Systembiologie im Omics-Zeitalter
- 1.1 Multi-Omics-Daten
- 1.2 Rolle der Systembiologie
- 1.3 Modellorganismus C. glutamicum
- 1.4 Fokus Zitratzyklus
- 1.5 Motivation dieser Arbeit
- Kapitel 2 Zielsetzung und Gliederung
- Kapitel 3 Modellierung biochemischerNetzwerke
- 3.1 Mechanismen der Stoffwechselregulation
- 3.2 Vereinfachende Annahmen
- 3.3 Metabolische Netzwerkmodellierung
- 3.3.1 Massenbilanzen von Stoffwechselintermediaten
- 3.3.2 Metabolisches Beispielnetzwerk
- 3.3.3 Massenbilanzen markierter Stoffwechselintermediate
- 3.3.4 Stöchiometrische Modellierung
- 3.3.5 Kinetische Modellierung
- 3.4 Genetische Netzwerkmodellierung
- Kapitel 4 Methodenentwicklung mit Modelica
- 4.1 Modellierungssprache Modelica
- 4.2 Modellierung biochemischer Netzwerke mit Modelica
- 4.2.1 Gleichungsbasiertes Modellierungskonzept
- 4.2.2 Aufbau von Komponenten und Bibliotheken
- 4.2.3 Automatische Codegenerierung
- 4.2.4 Nebenbedingungen und Konsistenzprüfung
- 4.2.5 Hierarchische Modellierung und Klassenabstraktion
- 4.3 Entwicklung einer Komponentenbibliothek
- 4.4 Methoden zur Simulation und Systemanalyse
- Teil II Gewinnung quantitativerFluxom-Daten
- Kapitel 5 13C-Stoffflussanalyse einesLysinproduzenten
- 5.1 Kritierien isotopisch stationärer und instationärer13C-MFA
- 5.2 Experimentelle Rahmenbedingungen
- 5.3 Bioprozess- und Analysemethoden
- 5.3.1 Stamm und Kultivierungsbedingungen
- 5.3.2 Prozesskontrolle
- 5.3.3 Prozessmodell
- 5.3.4 Instationäres Markierungsexperiment
- 5.3.5 LC-MS-Analytik intrazellulärer Intermediate
- 5.4 Prozessverlauf
- 5.4.1 Intrazelluläre Markierungsdynamiken
- 5.4.2 Schätzung extrazellulärer Raten und Biomasseabflüsse
- 5.5 Modellierung isotopisch stationärer Daten
- 5.5.1 Fokussiertes Modell des Zentralstoffwechsels
- 5.5.2 Erweitertes Modell mit Aminosäurebiosynthesewegen
- 5.6 Modellierung isotopisch instationärer Daten
- 5.7 Statistische Analyse
- 5.8 Quantifizierbarkeit intrazellulärer Stoffflüsse
- Kapitel 6 Interpretation geschätzter Stoffflüsse
- Teil III Integrative mechanistischeModellierung
- Kapitel 7 Gewinnung quantitativerMulti-Omics-Daten
- 7.1 Bioprozess- und Analysemethoden
- 7.1.1 Stämme und Kultivierungsbedingungen
- 7.1.2 Genomweite Transkriptom-Daten
- 7.1.3 Proteom-Daten aus Enzymaktivitätsmessungen
- 7.1.4 Metabolom-Daten intra- und extrazellulärer Metabolite
- 7.1.5 Fluxom-Daten extrazellulärer Flüsse
- 7.2 Vergleichende Analysen
- Kapitel 8 Vertikales Netzwerkmodell desZitratzyklus
- 8.1 Vertikale Modellierung
- 8.2 Modellierung genetischer Regulation
- 8.3 Modellierung metabolischer Regulation
- 8.4 Modellimplementierung mit Modelica
- Kapitel 9 Validierung des vertikalenNetzwerkmodells
- 9.1 Integration von Multi-Omics-Daten
- 9.2 Gekoppelte Parameterschätzung
- 9.3 Modellanpassungen
- 9.4 Simulationsergebnisse
- 9.5 Sensitivitätsanalyse
- Kapitel 10 Zusammenfassung, Diskussion undAusblick
- Anhang A Methoden zur Systemanalyse
- Anhang B 13C-MFA von C. glutamicum DM1730
- Anhang C Vertikales Netzwerkmodell von C.glutamicum
- Literaturverzeichnis