Untersuchung von Enzymdefekten mittels Metabolischer Pathway-Analyse am Beispiel des Nukleotidmetabolismus in Human-Erythrozyten und des Lipidmetabolismus in Escherichia coli

Kenanov, Dimitar

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der Auswirkung von Enzymdefekten mit Methoden der Reaktionswegeanalyse. Als grundlegendes Werkzeug soll dafür die Elementarmodenanalyse dienen. Elementar moden sind als minimale Mengen von Enzymen definiert, die im stationären Zustand zusammenarbeiten können und die Irreversibilität von Reaktionen beachten. Der Begriff “minimal” bezieht sich auf die Eigenschaften von Elementarmoden nicht zerlegbar zu sein. Das heisst, dass das hinzufügen selbst eines Enzyms dazu führt, dass ein Flussmodus nicht mehr elementar ist. Eine weitere wichtige Eigenschaft von Elementarmoden besteht darin, dass die Entfernung eines spezifischen Enzyms aus einem Reaktionsnetzwerk, z.B. durch ein Knockout, dazu führt, dass alle Elementarmoden die dieses Enzym verwenden nicht mehr verwendet werden können. Aufgrund dieser Eigenschaft sind Elementarmoden sehr gut für die Analyse von Auswirkungen von Enzymdefekten geeignet. Die Analyse der Auswirkung von Enzymdefekten ist ein wichtiges Feld der Forschung da Enzymdefekte Ursachen für viele Krankheiten sind und ausserdem dazu genutzt werden können die Produktivität von Zellen bezüglich bestimmter biotechnologischer Produkte zu verbessern. Weiterhin erlaubt es die Analyse von Enzymdefekten Aussagen dahingehend zu treffen welche Auswirkungen diese auf das metabolische Netzwerk haben und ob alternative Wege existieren. In dieser Arbeit werden zwei Modelle untersucht: der Purinmetabolismus humaner Erythrozyten und der Lipidmetabolism und -anabolismus in Escherichia coli.

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Kenanov, Dimitar: Untersuchung von Enzymdefekten mittels Metabolischer Pathway-Analyse am Beispiel des Nukleotidmetabolismus in Human-Erythrozyten und des Lipidmetabolismus in Escherichia coli. 2013.

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