مهندسی متابولیک و پدیده های انتقال

سالیان زیادی است که از دستکاری مسیر متابولیکی میکروارگانیسم های مختلف برای استفاده از متابولیت ها مطلوب آنها استفاده می شود در حال حاضر نیز برای تولید بسیاری از متابولیت ها بر این راهبرد تکیه می شود که به صورت بارز می توان به تولید اسید آمینه ها، ویتامینها، حلال ها و انواع آنتی بیوتیک ها اشاره نمود. در اینجا مهندسی متابولیک را اینگونه تعریف می کنیم: اصلاحات مستقیم در شکل گیری محصول یا خصوصیات سلولی، از طریق تغییرات در واکنش (های) بیوشیمیایی خاص و یا معرفی نوع جدیدی از آن (ها) با استفاده از فناوری DNA نوترکیب. همانند تمامی رشته های مهندسی؛ مهندسی متابولیک نیز دو مرحله را شامل می شود: 1- تجزیه و تحلیل 2- سنتتیک. از آنجایی که مهندسی متابولیک در سایه فناوری DNA نوترکیب ظهور یافت ابتدا بر روی قسمت سنتتیک تمرکز می شود به این ترتیب مهندسی متابولیک مظهر فناوری بیولوژی مولکولی با محتوای مهندسی کمتر است. بخش های مهم مهندسی را در قسمت تجزیه و تحلیل بررسی می کنیم . در سمت سنتتیک، جنبه دیگری از مهندسی متابولیک تمرکز جدیدی بر روی مسیرهای سوخت و ساز یکپارچه به جای واکنش های منفرد است. به همین دلیل کل شبکه واکنش های بیوشیمیایی از نظر مسیر سنتز و امکان سنجی ترمودینامیکی، همچنین شار مسیر و کنترل آن بررسی می شود. بنابراین شاهد یک تغییر الگو از واکنش های منفرد بیوشیمیایی به واکنش های شبکه ای در واقع برهمکنش واکنش های شیمیایی، هستیم. در این زمینه مفهوم شبکه متابولیک از اهمیت محوری برخوردار می شود. از طریق مهندسی متابولیک نگرش به جای جدا در نظر گرفتن واکنش ها به سمت کلی دیدن سیستم تغییر یافته است. در این راستا مهندسی متابولیک به دنبال سنتز و طراحی با استفاده از تکنیک ها و اطلاعات توسعه یافته از همین تحقیقات گسترده برآمده از دید تک واکنش دیدن متابولیسم است و به نوبه خود مشاهدات درباره رفتار کلی سیستم بهترین راهنما برای تجزیه و تحلیل بیشتر و منطقی تر است.

کلیدواژه ها:

مهندسی متابولیک ، مسیرهای متابولیک ، شار ، پدیده های انتقال