Eukaryotic metabolism: Measuring compartment fluxes

Biotechnology Journal - Tập 6 Số 9 - Trang 1071-1085 - 2011
Judith Wahrheit1, Averina Nicolae1, Elmar Heinzle2
1Biochemical Engineering, Saarland University, Saarbrucken, Germany.
2Biochemical Engineering, Saarland University, Saarbrücken, Germany

Tóm tắt

AbstractMetabolic compartmentation represents a major characteristic of eukaryotic cells. The analysis of compartmented metabolic networks is complicated by separation and parallelization of pathways, intracellular transport, and the need for regulatory systems to mediate communication between interdependent compartments. Metabolic flux analysis (MFA) has the potential to reveal compartmented metabolic events, although it is a challenging task requiring demanding experimental techniques and sophisticated modeling. At present no ready‐made solution can be provided to cope with the complexity of compartmented metabolic networks, but new powerful tools are emerging. This review gives an overview of different strategies to approach this issue, focusing on different MFA methods and highlighting the additional information that should be included to improve the outcome of an experiment and associate estimation procedures.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1093/jxb/erl134

10.1038/35107073

10.1146/annurev.bi.48.070179.004255

10.1042/bse0470037

10.1023/B:MCBI.0000009855.14648.2c

10.1016/j.bbabio.2008.03.008

10.1016/j.mam.2004.03.001

10.1038/msb4100109

10.1016/j.copbio.2010.01.011

10.1016/j.taap.2009.07.005

Niklas J. Schrader E. Sandig V. Noll T. Heinzle E. Quantitative characterization of metabolism and metabolic shifts during growth of the new human cell line AGE1.HN using time resolved metabolic flux analysis.Bioprocess Biosyst. Eng.2011 34 533–534.

10.1111/j.1365-3040.2009.01992.x

Niklas J. Heinzle E. Metabolic flux analysis in systems biology of mammalian cells.Adv. Biochem. Eng./Biotechnol.2011 in press DOI: 10.1007/10_2011_99.

10.1093/nar/gkl1000

10.1007/s12033-008-9100-5

10.1186/1471-2164-11-S4-S13

10.1038/ng1776

10.1002/pmic.201000244

Simpson J. C., 2006, The subcellular localization of the mammalian proteome comes a fraction closer., GenomeBiology, 7, 1

Castle J. D. Purification of organelles from mammalian cells.Curr Protoc Immunol2003 8.1B.1–8.1B.57.

10.1002/mas.10047

10.1074/mcp.R900002-MCP200

Agrawal G. K., Plant organelle proteomics: Collaborating for optimal cell function., Mass Spectrom. Rev.

10.1101/gad.970902

10.1073/pnas.97.7.3718

10.1038/nature02026

10.1016/S1369-5266(00)00123-0

10.1016/S0168-1656(98)00015-7

10.1093/jxb/erq397

10.1104/pp.103.035675

10.1038/nprot.2006.478

10.1038/nprot.2008.61

10.1111/j.1474-9726.2010.00628.x

10.1006/abio.1995.1394

10.1023/A:1006830810440

10.1073/pnas.77.6.3430

10.1023/A:1006834912257

10.1002/1097-0061(20000630)16:9<797::AID-YEA553>3.0.CO;2-5

10.1016/j.ab.2011.05.039

10.1105/tpc.8.8.1337

10.1016/j.tibtech.2011.01.003

Michal G. Schomburg D. Biochemical Pathways: An Atlas of Biochemistry and Molecular Biology Wiley New York 2011.

10.1002/biot.200900247

10.1093/bioinformatics/btq425

10.1093/bib/bbp043

10.1186/1752-0509-3-37

10.1038/nbt1492

10.1039/b705597h

10.1186/1471-2105-11-393

10.1002/(SICI)1097-0290(19960505)50:3<299::AID-BIT9>3.0.CO;2-B

10.1529/biophysj.106.093138

10.1016/j.ymben.2010.12.002

10.1002/(SICI)1097-0290(19970920)55:6<831::AID-BIT2>3.0.CO;2-H

10.1021/bp00029a006

10.1002/(SICI)1097-0290(1999)66:2<69::AID-BIT1>3.0.CO;2-6

10.1002/bit.10393

10.1002/(SICI)1097-0290(19990320)62:6<739::AID-BIT13>3.0.CO;2-E

10.1016/j.ymben.2007.05.005

10.1186/1752-0509-2-29

10.1002/bit.1154

10.1128/AEM.68.12.5843-5859.2002

10.1016/j.ymben.2006.01.004

10.1016/j.jbiotec.2009.07.010

10.1016/j.phytochem.2007.04.033

10.1016/j.compbiolchem.2005.02.005

10.1002/bit.21926

10.1002/bit.20803

10.1002/bit.21632

10.1016/j.phytochem.2007.03.042

10.1002/bit.21675

10.1016/j.jbiotec.2010.07.008

10.1016/j.ymben.2008.04.003

10.1002/bit.21747

10.1002/bit.21746

10.3390/ijms10041697

10.1016/j.ymben.2006.05.006

10.1002/(SICI)1097-0290(19970420)54:2<91::AID-BIT1>3.0.CO;2-Q

10.1111/j.1365-313X.2007.03037.x

10.1002/bit.20235

10.1016/S0006-3495(95)80080-9

10.1186/1471-2105-9-152

10.1002/biot.200800143

10.1006/mben.2000.0178

10.1186/1475-2859-6-6

10.1016/j.phytochem.2007.04.010

Villas‐Boas S. G. Nielsen J. Smedsgaard J. Hansen M. A. E. Roessner‐Tunali U. Metabolome Analysis: An Introduction Wiley‐VCH 2007.

10.1002/bit.22786

10.1007/s002530100708

10.1104/pp.105.071589

10.1016/j.ab.2010.04.031

10.1016/j.ab.2007.10.037

10.1016/j.ab.2004.01.002

10.1021/ac0623888

10.1007/s10529-008-9789-z

10.1007/s10529-010-0466-7

10.1007/BF02411558

10.1007/s11306-007-0078-y

10.1371/journal.pone.0017806

10.1016/j.jbiotec.2010.05.002

10.1146/annurev.arplant.52.1.499

10.1104/pp.116.2.547

Gout E., 1993, 13C nuclear magnetic resonance studies of malate and citrate synthesis and compartmentation in higher plant cells., J. Biol. Chem., 268, 3986, 10.1016/S0021-9258(18)53568-7

10.1016/j.copbio.2010.01.009

10.1016/j.ab.2008.05.039

10.1128/JB.183.4.1441-1451.2001

10.1186/1475-2859-4-30

10.1111/j.1567-1364.2006.00180.x

10.1104/pp.104.050625

10.1104/pp.109.151316

10.1016/j.jbiosc.2011.07.021

10.1074/jbc.M403782200

10.1074/jbc.M409072200

10.1002/bit.21063

10.1016/j.ymben.2010.11.006

10.1016/j.jbiotec.2006.09.004

10.1016/j.ymben.2010.02.001

10.1002/bit.23107

10.1186/1475-2859-9-50

10.1142/9781848165786_0005

10.1016/j.femsyr.2004.09.008

10.1016/j.ymben.2009.10.007

10.1074/jbc.M706494200

10.1152/ajpendo.2001.281.1.E100

10.1016/j.bpj.2009.12.4308

10.1016/j.bpj.2008.12.3893

10.1371/journal.pone.0003168

10.1016/j.ymben.2010.09.003

10.1016/j.ymben.2007.01.003

10.1016/S0163-7827(01)00023-6

10.1104/pp.97.1.227

10.1007/978-1-60327-563-7_19

10.1016/j.pbi.2007.04.015

10.1002/ceat.200600362

10.1021/ac900999t

10.1002/pca.1188

10.1007/s11306-010-0216-9