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首页> 外文期刊>Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America >Structural kinetic modeling of metabolic networks
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Structural kinetic modeling of metabolic networks

机译：代谢网络的结构动力学建模

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To develop and investigate detailed mathematical models of metabolic processes is one of the primary challenges in systems biology. However, despite considerable advance in the topological analysis of metabolic networks, kinetic modeling is still often severely hampered by inadequate knowledge of the enzyme-kinetic rate laws and their associated parameter values. Here we propose a method that aims to give a quantitative account of the dynamical capabilities of a metabolic system, without requiring any explicit information about the functional form of the rate equations. Our approach is based on constructing a local linear model at each point in parameter space, such that each element of the model is either directly experimentally accessible or amenable to a straightforward biochemical interpretation. This ensemble of local linear models, encompassing all possible explicit kinetic models, then allows for a statistical exploration of the comprehensive parameter space. The method is exemplified on two paradigmatic metabolic systems: the glycolytic pathway of yeast and a realistic-scale representation of the photosynthetic Calvin cycle.
机译：开发和研究代谢过程的详细数学模型是系统生物学的主要挑战之一。然而，尽管在代谢网络的拓扑分析方面取得了长足的进步，但对酶动力学速率定律及其相关参数值的了解不足，仍然常常严重地阻碍了动力学建模。在这里，我们提出了一种方法，该方法旨在定量描述新陈代谢系统的动力学功能，而无需任何有关速率方程功能形式的明确信息。我们的方法基于在参数空间中的每个点处构建局部线性模型，以使模型的每个元素都可以通过实验直接访问或可以直接进行生化解释。包含所有可能的显式动力学模型的局部线性模型的集成，然后允许对综合参数空间进行统计探索。该方法在两个典型的代谢系统中得到了例证：酵母的糖酵解途径和光合卡尔文循环的现实规模表示。

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