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21.10.2020

Genomskaliges Modell von Corynebacterium glutamicum

In ihrer Masterarbeit erstellte Martina Feierabend ein erweitertes Modell eines der wichtigsten industriellen Arbeitsmikroben: Corynebacterium glutamicum.

Arbeitsablauf zum Erstellen eines genomskaligen Modells

Das Bakterium C. glutamicum ist unter bestimmten Wachstumsbedingungen in der Lage ʟ-Glutaminsäure zu produzieren. ʟ-Glutaminsäure wird als Geschmacksverstärker, Nahrungsergänzungsmittel oder chemischer Grundrohstoff verwendet und spielt mit einer jährlichen Produktion von über 2½ Millionen Tonnen auch wirtschaftlich eine große Rolle. Aufgrund metabolischer Weiterentwicklung hat sich die Produktpalette von C. glutamicum um alle biogenen Aminosäuren, Vitamine etc. erweitert. Es existieren bereits Stoffwechselmodelle von C. glutamicum. Diese sollen um neue metabolische Daten ergänzt sowie durch Daten durch neue Programme der Systembiologie erweitert werden. 

Dafür erstellte Martina Feierabend in ihrer Masterarbeit in Zusammenarbeit mit Experten des Forschungszentrums Jülich zunächst ein allgemeines bakterielles Stoffwechselmodell, welches schrittweise um für diesen Organismus typische Metaboliten und Reaktionen ergänzt wurde. Das SBML-Dokument wurde um MIRIAM-Standards (Definiertes Minimum an obligatorischer Information zur Annotation von Modellen) ergänzt und erweitert und mittels memote kontinuierlich verbessert. Das Computermodell wurde auf verschiedenen Wachstumsmedien untersucht sowie auf ʟ-Glutaminsäureproduktion getestet. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass C. glutamicum bereits bakterielle Eigenschaften aufweist, diese aktuell aber noch nicht arttypisch sind.

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