细胞内的代谢通量受胞内基因表达、转录调控、蛋白修饰、别构效应等调控体系共同作用。然而，目前关于细胞内代谢通量的详细调控机制仍存在很多未知，例如代谢通量的变化到底在多大程度上依赖基因表达又有多大程度通过酶活力调控仍未可知。酿酒酵母的Crabtree效应是一种重要的代谢调控表型，但该表型下各种调控因子对胞内代谢通量的相对贡献尚不清晰，尤其是对细胞代谢通量调控具有重要作用的蛋白磷酸化以及代谢物别构效应，它们对代谢通量变化的贡献尚无文献报道。 

　　基于此，中国科学院天津工业生物技术研究所智能生物制造平台夏建业研究员团队与华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室庄英萍教授团队以及查尔姆斯理工大学Jens Nielsen教授团队合作，开发出一种可识别在特定条件下发挥生理功能的别构效应剂的方法，并定量解析各调控因子（蛋白丰度、热力学约束、底物浓度、别构效应剂浓度以及蛋白磷酸化）对代谢通量变化的贡献比例。 

　　研究团队首先采用¹³C同位素标记的代谢通量分析方法获得有氧呼吸以及有氧发酵条件下酿酒酵母中心碳代谢途径的代谢通量分布情况，然后采用分层调控分析方法确定了蛋白丰度和热力学约束共同对通量变化的贡献比例（约占12%）。在此基础之上，进一步采用贝叶斯推断方法识别具有生理代谢调控功能的别构效应剂，并将识别到的别构效应剂与底物作为整体，定量了它们贡献代谢通量变化的比例（约占19%）。最后，磷酸化蛋白组调控流量分析的结果表明蛋白磷酸化对糖酵解途径的代谢通量变化起关键作用。 

　　这些研究结果解析了酿酒酵母有氧呼吸以及有氧发酵条件下中心碳代谢途径代谢通量变化调控模式，同时该结果也表明还有大量未知的调控因子对酿酒酵母中心碳代谢具有调控作用。此外，本文使用到的方法具有较强通用性，可运用于其他菌种的代谢通量调控机制方面的研究。 

　　该研究工作得到了国家自然科学基金、克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会的资助。相关结果发表在PNAS期刊上。天津工业生物所客座博士生陈敏为论文第一作者，天津工业生物所夏建业研究员以及查尔姆斯理工大学Jens Nielsen教授为论文共同通讯作者。 

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酿酒酵母在有氧呼吸以及有氧发酵状态下中心碳代谢途径各代谢调控因子对代谢通量调控比例