科学家量化了导致酵母中枢代谢途径通量变化的调节因素

代谢反应通量变化是细胞内基因表达、转录调控、蛋白质水平、翻译修饰和变构效应相互作用调控的最终结果。然而，代谢通量变化的调控机制还不是很清楚。

对于中心碳代谢途径，蛋白质磷酸化和代谢物的变构效应这两个重要调控因子对通量变化的贡献比例尚未量化，酿酒酵母Crabtree效应背后的代谢调控机制仍未完全了解.例如，在有氧呼吸和有氧发酵条件下，主要通过中心碳代谢途径影响代谢通量变化的调节因子尚未见报道。

在《美国国家科学院院刊》上发表的一项研究中，中国科学院天津工业生物技术研究所夏建业团队、华东理工大学庄英平团队和查尔姆斯大学JensNielsen团队技术，开发了一种方法来识别具有生理反应通量调节功能的变构效应器，并量化了每个调节因素(蛋白质丰度、热力学势、底物浓度、变构效应器浓度和蛋白质磷酸化)对通量变化的贡献比例。

通过13C同位素标记的代谢通量分析，科学家们首次获得了酿酒酵母在有氧呼吸和好氧发酵条件下中心碳代谢途径的通量分布。他们使用分层调控分析来量化蛋白质丰度和热力学势对通量变化的贡献比例。

然后，科学家们使用贝叶斯推理方法来识别具有反应通量调节功能的变构效应物。他们量化了这些生理学相关的变构效应物与底物结合对反应通量变化的贡献。

蛋白质磷酸化分析表明，蛋白质磷酸化在调节酿酒酵母糖酵解途径的通量中起着关键作用。

本研究表明，在有氧呼吸和有氧发酵条件下，酿酒酵母中央碳代谢途径的代谢通量调节模式发生了变化。本研究中使用的方法可用于研究其他菌株的代谢通量调节机制。