Exploring chemical conversions in metabolic networks by tracing atoms transitions

Abstract

Understanding the metabolic processes that occur in a cell has been fundamental to rationally design organisms for the production of a desired metabolite. The improvement in biosynthesis of certain metabolites can be supported by tracing the atoms transition in different chemical conversions, and this way tackle which metabolic pathways are more efficient or most promising for manipulation. In this work, a methodology to construct metabolic maps in which the carbon atom transitions are described was implemented. The carbon atom transition map for the central metabolism of Escherichia coli and Actinobacillus succinogenes were constructed. MetaCyc and KEGG databases were explored to obtain the metabolic information necessary to construct these maps and provided support for validation at some level.

Compreender os processos metabólicos que ocorrem numa célula tem sido essencial para o desenho de estirpes capazes de sintetizar produtos de elevado interesse. A síntese de um determinado metabolito pode ser avaliada pela transição de átomos ao longo das diversas conversões químicas numa ou mais vias metabólicas, de modo a identificar quais as mais eficientes ou mais promissoras para manipulação. Neste trabalho foi implementada uma metodologia para a construção de mapas de transição dos átomos de carbono, que pode ser usado conjuntamente com modelos metabólicos. Neste caso, foram construídos os mapas de transição de átomos de carbono para o metabolismo central da Escherichia coli e da Actinobacillus succinogenes. As bases de dados MetaCyc e KEGG foram exploradas para obter as informações metabólicas necessárias à construção destes mapas.