Was ist der Unterschied zwischen metabolischer Flussanalyse und Flussausgleichsanalyse
Der Schlüsselunterschied zwischen metabolischer Flussanalyse und Flussausgleichsanalyse ist, dass die metabolische Flussanalyse eine bildgebende Fluxomik -Technik zur Analyse der Produktions- und Verbrauchsraten von Metaboliten in einem biologischen System ist, während die Analyse der Flussausgleichsanalyse eine mathematische Fluxomics -Technik zur Analyse des Flusses von Metaboliten durch ein Stoffwechselnetz ist.
Fluxomics bezieht sich auf verschiedene Ansätze, die zur Bestimmung der Raten von Stoffwechselreaktionen innerhalb eines biologischen Systems verwendet werden. Die Bedeutung der Fluxomik ist, dass metabolische Flüsse normalerweise zelluläre Phänotypen bestimmen. Stoffwechselfluss ist die Metabolitenumwandlung in einem Stoffwechselnetzwerk. Es gibt zwei wichtige Fluxomics- oder Flux -Analysetechnologien. Sie sind metabolische Flussanalyse und Flussausgleichsanalyse.
INHALT
1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist metabolische Flussanalyse
3. Was ist Flussausgleichsanalyse
4. Ähnlichkeiten -Analyse der Stoffwechselfluss und Flussausgleichsanalyse
5. Analyse der Stoffwechselfluss gegen Flussbilanz in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung -Analyse der metabolischen Flussanalyse gegen Flussausgleichsanalyse
Was ist metabolische Flussanalyse?
Die metabolische Flussanalyse (MFA) ist eine bildgebende Fluxomics -Technik, die die Produktions- und Verbrauchsraten von Metaboliten in einem biologischen System analysiert. Diese Technik ermöglicht die Quantifizierung von Metaboliten auf intrazellulärer Ebene. Daher erläutert diese Technik den zentralen Stoffwechsel der Zelle. In der metabolischen Flussanalyse die 13C Fluxomics -basierte Methode wird üblicherweise für die Flussanalyse verwendet. In 13C fluxomics, die metabolischen Vorläufer sind angereichert 13C Vor Einführung in das biologische System. Später unter Verwendung von Bildgebungstechniken wie Massenspektrometrie und nuklearer Magnetresonanzspektroskopie der Einbau von von 13C in Metaboliten wird gemessen.
Abbildung 01: Stoffwechselflussanalyse
Darüber hinaus können metabolische Flüsse mit Stoichiometrie gemessen werden. In der metabolischen Flussanalyse bestimmen stöchiometrische Modelle und Massenspektrometriemethoden die Übertragung von Einheiten, die Isotopen -Tracer von einem Metaboliten in ein anderes in einem Stoffwechsel -Netzwerk enthalten. Somit kann diese Technik Informationen über das gesamte Stoffwechselnetz und den Zellphänotyp leiten. Darüber hinaus hat die metabolische Flussanalyse viele Anwendungen. Diese Technik kann die Grenzen der Fähigkeit eines biologischen Systems bei der Herstellung eines biochemischen Wirkstoffs wie Ethanol bestimmen. Darüber hinaus kann diese Technik die Reaktion auf Gen -Additionen oder Knockouts vorhersagen.
Was ist Flussausgleichsanalyse?
Flux Balance Analysis (FBA) ist eine mathematische Fluxomik -Technik, die den Fluss von Metaboliten durch ein Stoffwechselnetz analysiert. Dies erfolgt über einen zwei Schrittenprozess. Im ersten Schritt werden mathematische Stoffwechselreaktionen in Form einer numerischen Matrix dargestellt, die stöchiometrische Koeffizienten der einzelnen Reaktion enthält. Diese stöchiometrischen Koeffizienten führen dem Systemmodell Einschränkungen auf. Durch die Bereitstellung solcher Einschränkungen werden die möglichen Lösungssätze für das System reduziert. Im zweiten Schritt ist das Systemmodell nach den Zugabe von Einschränkungen optimiert. Die Flussausgleichsanalyse berechnet den Fluss von Metaboliten in einem metabolischen Netzwerk unter Verwendung des obigen Mechanismus. Daher ist es möglich, die Wachstumsrate eines Organismus oder die Produktionsrate eines biotechnologisch wichtigen Metaboliten durch FBA vorherzusagen.
Abbildung 02: Flussausgleichsanalyse
Die Ressourcen für die Flussausgleichsanalyse umfassen die Bigg -Datenbank, die Cobra Toolbox und die Fasimu (FBA -Simulationssoftware Metabolomics). Die Flussausgleichsanalyse hat unterschiedliche Anwendungen in physiologischen Studien, Lückenfüllungsbemühungen und synthetischer Biologie im Genommaßstab. Darüber hinaus kann FBA auch verwendet werden, um die Ausbeute wichtiger Cofaktoren wie ATP, NADH oder NADPH vorherzusagen.
Ähnlichkeiten zwischen metabolischer Flussanalyse und Flussausgleichsanalyse
- Stoffwechselflussanalyse und Flussausgleichsanalyse sind Flussanalysetechnologien.
- Beide Techniken fallen in den Bereich der Systembiologie
- Diese Techniken können den Stoffwechselfluss in einem biologischen System bestimmen.
- Diese Techniken haben große Anwendungen.
- Beide Techniken können den Zellphänotyp bestimmen.
Unterschied zwischen metabolischer Flussanalyse und Flussausgleichsanalyse
Die metabolische Flussanalyse ist eine bildgebende Fluxomik -Technik zur Analyse der Produktions- und Verbrauchsraten von Metaboliten in einem biologischen System, während die Flussausgleichsanalyse eine mathematische Fluxomics -Technik ist, die den Fluss von Metaboliten durch ein Stoffwechselnetz analysiert. Dies ist also der Schlüsselunterschied zwischen der Analyse der Stoffwechselfluss und der Analyse der Flussausgleich. Darüber hinaus verwendet die metabolische Flussanalyse Massenspektrometrie oder Kernmagnetresonanz, um die Stoffwechselflüsse zu bestimmen, während die Flussausgleichsanalyse eine mathematische (numerische) Matrix verwendet.
Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen der Analyse der metabolischen Flussfluss und der Flussausgleichsanalyse in tabellarischer Form für Seite für Seitenvergleich auf.
Zusammenfassung -Analyse der metabolischen Flussanalyse gegen Flussausgleichsanalyse
Flux Analysis (Fluxomics) -Technologien werden verwendet, um die Raten von Stoffwechselreaktionen innerhalb eines biologischen Systems zu bestimmen. Es gibt zwei Hauptflussanalysetechnologien. Sie sind metabolische Flussanalyse und Flussausgleichsanalyse. Die metabolische Flussanalyse ist eine Bildgebungsfluxomik -Technik zur Analyse der Produktions- und Verbrauchsraten von Metaboliten in einem biologischen System, während die Flussausgleichsanalyse eine mathematische Fluxomik -Technik zur Analyse des Flusses von Metaboliten durch ein Stoffwechselnetz ist. Daher fasst dies den Unterschied zwischen metabolischer Flussanalyse und Flussausgleichsanalyse zusammen.
Referenz:
1. „Analyse der Stoffwechselfluss.”Ein Überblick | Sciencedirect -Themen.
2. Orth, Jeffrey D, et al. „Was ist die Flussausgleichsanalyse?Naturbiotechnologie, u.S. Nationalbibliothek für Medizin, Mar. 2010.
Bild mit freundlicher Genehmigung:
1. "Stoffwechselwechselwirkungen zwischen Astrozyten und Neuronen mit Hauptreaktionen" aus dem Diagramm im Journal -Artikel (siehe Quelle). Autoren des Artikels: Tunahan Cakir, Selma Alsan, Hale Saybasili, ATA Akin, Kutlu Ulgen - Cakir, Tunahan; Selma Alsan, Hale Saybasili, Ata Akin, Kutlu Ulgen (2007). „Rekonstruktion und Flussanalyse der Kopplung zwischen Stoffwechselwegen von Astrozyten und Neuronen: Anwendung auf zerebrale Hypoxie“ - Theoretische Biologie und medizinische Modellierung 4 (1): 48. Doi: 10.1186/1742-4682-4-48. ISSN 1742-4682. Abgerufen am 2007-12-17 (CC von 2.0) über Commons Wikimedia
2. "Ergebnisse von FBA Maths" von Thomasf2811 - eigene Arbeit (CC BY -SA 3.0) über Commons Wikimedia
