Pagrindinis skirtumas tarp medžiagų apykaitos srauto analizės ir srauto balanso analizės yra tas, kad medžiagų apykaitos srauto analizė yra vaizdo gavimo fluxomikos metodas, skirtas analizuoti metabolitų gamybos ir vartojimo greitį biologinėje sistemoje, o srauto balanso analizė yra matematinė fluxomikos analizė. metabolitų srautas per medžiagų apykaitos tinklą.
Fluxomika reiškia įvairius metodus, naudojamus metabolinių reakcijų greičiui biologinėje sistemoje nustatyti. Fluksomikos reikšmė ta, kad medžiagų apykaitos srautai dažniausiai lemia ląstelių fenotipus. Metabolinis srautas yra metabolito konversija medžiagų apykaitos tinkle. Yra dvi svarbios fluxomikos arba srauto analizės technologijos. Tai yra medžiagų apykaitos srauto analizė ir srauto balanso analizė.
Kas yra medžiagų apykaitos srauto analizė?
Metabolinio srauto analizė (MFA) yra vaizdo fluxomikos metodas, kuriuo analizuojamas metabolitų gamybos ir vartojimo greitis biologinėje sistemoje. Šis metodas leidžia kiekybiškai įvertinti metabolitus tarpląsteliniu lygiu. Todėl šis metodas išaiškina centrinį ląstelės metabolizmą. Atliekant medžiagų apykaitos srauto analizę, srauto analizei dažniausiai naudojamas 13C fluxomikos metodas. 13C fluxomikoje metaboliniai pirmtakai yra praturtinti 13C prieš patekdami į biologinę sistemą. Vėliau, naudojant vaizdo gavimo metodus, tokius kaip masių spektrometrija ir branduolinio magnetinio rezonanso spektroskopija, išmatuojamas 13C įsiskverbimo į metabolitus lygis.
01 pav.: Metabolizmo srauto analizė
Be to, medžiagų apykaitos srautus galima išmatuoti naudojant stechiometriją. Metabolinio srauto analizėje stechiometriniai modeliai ir masės spektrometrijos metodai nustato fragmentų, turinčių izotopinių atsekamųjų medžiagų, perkėlimą iš vieno metabolito į kitą metaboliniame tinkle. Taigi šis metodas gali gauti informacijos apie visą metabolinį tinklą ir ląstelių fenotipą. Be to, medžiagų apykaitos srauto analizė turi daug pritaikymų. Šis metodas gali nustatyti biologinės sistemos gebėjimo gaminti biocheminį agentą, pvz., etanolį, ribas. Be to, šis metodas gali numatyti atsaką į genų pridėjimą arba išmušimą.
Kas yra srauto balanso analizė?
Srauto balanso analizė (FBA) yra matematinė fluxomikos technika, kuri analizuoja metabolitų srautą per medžiagų apykaitos tinklą. Tai atliekama dviem etapais. Pirmajame etape metabolinės reakcijos matematiškai pavaizduotos skaitinės matricos, kurioje yra kiekvienos reakcijos stechiometriniai koeficientai, forma. Šie stechiometriniai koeficientai nustato sistemos modelio apribojimus. Nustačius tokius apribojimus, sumažinami galimi sistemos sprendimų rinkiniai. Antrame žingsnyje, papildžius apribojimus, optimizuojamas sistemos modelis. Srauto balanso analizė apskaičiuoja metabolitų srautą medžiagų apykaitos tinkle naudojant aukščiau pateiktą mechanizmą. Taigi naudojant FBA galima numatyti organizmo augimo greitį arba biotechnologiškai svarbaus metabolito gamybos greitį.
02 pav. Srauto balanso analizė
Srauto balanso analizės ištekliai apima BIGG duomenų bazę, COBRA įrankių rinkinį ir FASIMU (FBA modeliavimo programinės įrangos metabolomiką). Srauto balanso analizė įvairiai naudojama fiziologiniuose tyrimuose, spragų užpildymo pastangose ir genomo masto sintetinėje biologijoje. Be to, FBA taip pat gali būti naudojamas prognozuoti svarbių kofaktorių, tokių kaip ATP, NADH arba NADPH, derlių.
Metabolinio srauto analizės ir srauto balanso analizės panašumai
- Metabolizmo srauto analizė ir srauto balanso analizė yra srauto analizės technologijos.
- Abu metodai priklauso sistemos biologijos sričiai
- Šiais metodais galima nustatyti medžiagų apykaitos srautą biologinėje sistemoje.
- Šie metodai plačiai taikomi.
- Abu metodai gali nustatyti ląstelės fenotipą.
Skirtumas tarp medžiagų apykaitos srauto analizės ir srauto balanso analizės
Metabolizmo srauto analizė yra vaizdo gavimo fluxomikos metodas, naudojamas metabolitų gamybos ir vartojimo greičiui biologinėje sistemoje analizuoti, o srauto balanso analizė yra matematinės fluxomikos metodas, analizuojantis metabolitų srautą per medžiagų apykaitos tinklą. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp medžiagų apykaitos srauto analizės ir srauto balanso analizės. Be to, medžiagų apykaitos srauto analizėje naudojama masės spektrometrija arba branduolinis magnetinis rezonansas, siekiant nustatyti medžiagų apykaitos srautus, o srauto balanso analizėje naudojama matematinė (skaitinė) matrica medžiagų apykaitos srautams nustatyti.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp medžiagų apykaitos srauto analizės ir srauto balanso analizės lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – medžiagų apykaitos srauto analizė ir srauto balanso analizė
Srauto analizės (fluksomikos) technologijos naudojamos metabolinių reakcijų greičiui biologinėje sistemoje nustatyti. Yra dvi pagrindinės srauto analizės technologijos. Tai yra medžiagų apykaitos srauto analizė ir srauto balanso analizė. Metabolinio srauto analizė yra vaizdo gavimo fluxomikos metodas, skirtas analizuoti metabolitų gamybos ir vartojimo greitį biologinėje sistemoje, o srauto balanso analizė yra matematinės fluxomikos metodas, skirtas metabolitų srautui per metabolinį tinklą analizuoti. Taigi, čia apibendrinamas skirtumas tarp medžiagų apykaitos srauto analizės ir srauto balanso analizės.
