Article (Scientific journals)
Analyse der evolutiven Adaptation am Beispiel einer pyruvat-auxotrophen Escherichia coli-Mutante
Feuer, Ronny; Ederer, Michael; Gilles, Ernst Dieter et al.
2008In Automatisierungstechnik, 56, p. 257-268
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Abstract :
[en] The biotechnological production of substances with help of microorganisms is an economically important application of systems biology. In this paper a pyruvate-auxotrophic Escherichia coli-strain is utilized in order to activate alternative pyruvate synthesis pathways via evolutive adaptation. The outcome of the chemostat experiments are pyruvateprototrophic strains. Due to the activated alternative synthesis pathways, these strains are a basis for future industrial production-strains in order to systematically produce the intermediate products on these pathways. By means of a simple dynamical model of a chemostat, the evolutive adaptation in chemostat mode is studied. Rules to adjust the feeding concentration and the dilution rate of the bioreactor could be obtained in order to accelerate the evolutive adaptation towards a pyruvate-prototrophic strain. A flux balance analysis of the metabolic network of the pyruvate-auxotrophic strain results in 20 different alternative pathways. For a well arranged presentation of those pathways a reduced visualization method is introduced.
[de] Die biotechnische Herstellung von Substanzen mit Hilfe von Mikroorganismen ist ein wirtschaftlich wichtiges Einsatzgebiet der Systembiologie. In diesem Artikel wird ein pyruvatauxotropher Escherichia coli-Stamm eingesetzt, um durch evolutive Adaptation alternative Stoffwechselwege zum Pyruvat zu aktivieren. Das Ergebnis der Experimente sind pyruvatprototrophe Stämme, die mit ihren alternativen Stoffwechselwegen als Grundlage für Produktionstämme eingesetzt werden können, um später damit gezielt in diesen Wegen auftretende Zwischenprodukte industriell herzustellen. Mit Hilfe eines einfachen dynamischen Modells wird die evolutive Adaptation im Chemostat untersucht. Es können dabei Einstellregeln für die Zulaufkonzentration und Verdünnungsrate im Bioreaktor zur beschleunigten Gewinnung pyruvat-prototropher Stämme geschlussfolgert werden. Die Flussbilanzanalyse des metabolischen Netzwerkes des pyruvat-auxotrophen Stammes ergibt 20 verschiedene alternative Flussverteilungen. Zur übersichtlichen Darstellung solcher Flussverteilungen wird eine reduzierte Visualisierungsmethode vorgestellt.
Disciplines :
Life sciences: Multidisciplinary, general & others
Author, co-author :
Feuer, Ronny
Ederer, Michael
Gilles, Ernst Dieter
Sprenger, Georg
Sawodny, Oliver
Sauter, Thomas ;  University of Luxembourg > Faculty of Science, Technology and Communication (FSTC) > Life Science Research Unit
Language :
German
Title :
Analyse der evolutiven Adaptation am Beispiel einer pyruvat-auxotrophen Escherichia coli-Mutante
Alternative titles :
[en] Analysis of the Evolutive Adaptation of a Pyruvate-auxotrophic Escherichia coli Mutant
Publication date :
2008
Journal title :
Automatisierungstechnik
ISSN :
0178-2312
Publisher :
Oldenbourg, München, Germany
Volume :
56
Pages :
257-268
Peer reviewed :
Peer reviewed
Available on ORBilu :
since 24 May 2013

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