Metabolische Flussanalyse

Die metabolische Flussanalyse (MFA) ist seit der Entstehung der Biokatalyseentwicklung ein Grundpfeiler des Pathway-Engineerings. Im Pathway-Engineering müssen, nachdem der entworfene Weg in den Wirtsstamm eingeführt wurde, die metabolischen Flüsse neu auf das Zielprodukt verteilt werden. In den letzten drei Jahrzehnten wurden verschiedene Flussanalysetechniken entwickelt und angewendet, um den intrazellulären Stoffwechsel in einer Vielzahl biologischer Systeme zu erhellen, die von einfachen Mikroben bis hin zu komplexen eukaryotischen Systemen reichen.

Verschiedene MFA-Methoden, die auf unterschiedlichen rechnerischen Modellen basieren, können unterschieden werden durch (i) ob ein metabolisches Gleichgewicht für das System angenommen wird; (ii) ob stabile Isotop-Tracer angewendet werden; und (iii) ob ein isotopisches Gleichgewicht für das System angenommen wird. Diese Modelle sind entweder nur stöchiometrische Modelle wie die Flussbilanzanalyse (FBA) oder kinetische Modelle, die vielversprechend sind, um das dynamische Verhalten von Stoffwechselwegen und regulatorischen Interaktionen zu erfassen. Unter ihnen wird FBA häufig für großangelegte Modelle, wie genomweite, verwendet, aufgrund ihrer geringeren Rechenintensität. Sie erzeugt einen Flusslösungsraum, der eine angenommene zelluläre Zielsetzung (z.B. maximales Zellwachstum) erfüllt.

Unser Service zur metabolischen Flussanalyse basiert auf dem aktuellsten Wissen in Biologie, Bioinformatik und Softwareentwicklung. Wir unterstützen unsere Kunden dabei, verschiedene Simulationen basierend auf unseren Modellen zu lösen. Unsere Flussanalyse zielt darauf ab, Flüsse sowohl in prokaryotischen als auch in eukaryotischen Systemen zu quantifizieren.

Wir bieten eine breite Palette von Dienstleistungen an, um alle Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu unterstützen:

• Wiederaufbau metabolischer Netzwerke.
• Konstruktion mathematischer Modelle.
• Zieloptimierung.
• Softwareentwicklung.

Abbildung 1. Klassen der Flussanalyseansätze
(Aktuelle Meinung in der chemischen Biologie 2015)