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生理:大腸菌の代謝流量の全体的構成

Nature 427, 6977 doi: 10.1038/nature02289

細胞の代謝とは、酵素に触媒される生化学反応を介した何千種もの代謝基質の相互変換の集積であり、細胞内の複雑な分子間相互作用の中で最もよく研究されている。個々の反応がどのように組み合わされ、配置されて代謝ネットワークを構成しているのかはよくわかっているが、異なる生育条件下で、総体的な機能をどう使うかを統制している諸原理については、未解明の問題が数多く浮上している。今回我々は、大腸菌MG1655株の代謝の流量収支解析を行うことで、ネットワークの使用に非常にむらがあることを示す。代謝反応のほとんどは流量が小さく、代謝の全体としての活性は流量のきわめて大きい少数の反応に支配されている。大腸菌が生育条件の変化に対応するのは、主としてこの流量の大きい幹線内で、選択された流れの流量比率を再編成することによっている。このふるまいはおそらく、すべての細胞の代謝活性に備わる普遍的な性質であり、代謝工学の分野にもかかわってくる可能性がある。

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