Galvenā atšķirība starp vielmaiņas plūsmas analīzi un plūsmas līdzsvara analīzi ir tāda, ka vielmaiņas plūsmas analīze ir attēlveidošanas fluxomikas metode, lai analizētu metabolītu ražošanas un patēriņa rādītājus bioloģiskajā sistēmā, savukārt plūsmas līdzsvara analīze ir matemātiskā fluxomikas metode analīzei. metabolītu plūsma caur vielmaiņas tīklu.
Fluxomika attiecas uz dažādām pieejām, ko izmanto, lai noteiktu vielmaiņas reakciju ātrumu bioloģiskajā sistēmā. Fluksomikas nozīme ir tāda, ka vielmaiņas plūsmas parasti nosaka šūnu fenotipus. Metabolisma plūsma ir metabolīta pārvēršanās vielmaiņas tīklā. Ir divas svarīgas fluxomikas jeb plūsmas analīzes tehnoloģijas. Tās ir vielmaiņas plūsmas analīze un plūsmas līdzsvara analīze.
Kas ir vielmaiņas plūsmas analīze?
Vielmaiņas plūsmas analīze (MFA) ir attēlveidošanas fluxomikas metode, kas analizē metabolītu ražošanas un patēriņa ātrumu bioloģiskajā sistēmā. Šis paņēmiens ļauj kvantitatīvi noteikt metabolītus intracelulārā līmenī. Tāpēc šī metode izskaidro šūnas centrālo metabolismu. Metabolisma plūsmas analīzē plūsmas analīzei parasti tiek izmantota 13C fluxomika balstīta metode. 13C fluxomikā vielmaiņas prekursori ir bagātināti ar 13C pirms ievadīšanas bioloģiskajā sistēmā. Vēlāk, izmantojot attēlveidošanas metodes, piemēram, masas spektrometriju un kodolmagnētiskās rezonanses spektroskopiju, tiek mērīts 13C iekļaušanas līmenis metabolītos.
01. attēls: vielmaiņas plūsmas analīze
Turklāt vielmaiņas plūsmas var izmērīt ar stehiometrijas palīdzību. Metabolisma plūsmas analīzē stehiometriskie modeļi un masas spektrometrijas metodes nosaka izotopu marķierus saturošu fragmentu pārnešanu no viena metabolīta uz citu vielmaiņas tīklā. Tādējādi šī metode var iegūt informāciju par visu vielmaiņas tīklu un šūnu fenotipu. Turklāt vielmaiņas plūsmas analīzei ir daudz pielietojumu. Šis paņēmiens var noteikt ierobežojumus bioloģiskās sistēmas spējai ražot bioķīmisku līdzekli, piemēram, etanolu. Turklāt šī metode var paredzēt reakciju uz gēnu pievienošanu vai nokautēšanu.
Kas ir plūsmas bilances analīze?
Plūsmas līdzsvara analīze (FBA) ir matemātiskā fluxomikas metode, kas analizē metabolītu plūsmu caur vielmaiņas tīklu. To veic, izmantojot divu posmu procesu. Pirmajā posmā vielmaiņas reakcijas matemātiski attēlo skaitliskās matricas veidā, kas satur katras reakcijas stehiometriskos koeficientus. Šie stehiometriskie koeficienti uzliek ierobežojumus sistēmas modelim. Nodrošinot šādus ierobežojumus, tiek samazināti iespējamie sistēmas risinājumu kopumi. Otrajā solī pēc ierobežojumu pievienošanas tiek optimizēts sistēmas modelis. Plūsmas līdzsvara analīze aprēķina metabolītu plūsmu vielmaiņas tīklā, izmantojot iepriekš minēto mehānismu. Tādējādi, izmantojot FBA, ir iespējams paredzēt organisma augšanas ātrumu vai biotehnoloģiski svarīga metabolīta ražošanas ātrumu.
2. attēls: plūsmas bilances analīze
Resursi plūsmas līdzsvara analīzei ietver BIGG datubāzi, COBRA rīkkopu un FASIMU (FBA simulācijas programmatūras metabolomika). Plūsmas līdzsvara analīzei ir dažādi pielietojumi fizioloģiskos pētījumos, plaisu aizpildīšanas centienos un genoma mēroga sintētiskajā bioloģijā. Turklāt FBA var izmantot arī, lai prognozētu svarīgu kofaktoru, piemēram, ATP, NADH vai NADPH, iznākumu.
Metabolisma plūsmas analīzes un plūsmas līdzsvara analīzes līdzības
- Vielmaiņas plūsmas analīze un plūsmas līdzsvara analīze ir plūsmas analīzes tehnoloģijas.
- Abas metodes ietilpst sistēmu bioloģijas jomā
- Šīs metodes var noteikt vielmaiņas plūsmu bioloģiskajā sistēmā.
- Šiem paņēmieniem ir plašs pielietojums.
- Abas metodes var noteikt šūnu fenotipu.
Atšķirība starp vielmaiņas plūsmas analīzi un plūsmas līdzsvara analīzi
Vielmaiņas plūsmas analīze ir attēlveidošanas fluxomikas metode, ko izmanto, lai analizētu metabolītu ražošanas un patēriņa rādītājus bioloģiskajā sistēmā, savukārt plūsmas līdzsvara analīze ir matemātiskā fluxomikas metode, kas analizē metabolītu plūsmu caur vielmaiņas tīklu. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp vielmaiņas plūsmas analīzi un plūsmas līdzsvara analīzi. Turklāt vielmaiņas plūsmas analīzē tiek izmantota masas spektrometrija vai kodolmagnētiskā rezonanse, lai noteiktu vielmaiņas plūsmas, savukārt plūsmas līdzsvara analīzē tiek izmantota matemātiskā (skaitliskā) matrica, lai noteiktu vielmaiņas plūsmas.
Šajā infografikā tabulas veidā ir norādītas atšķirības starp vielmaiņas plūsmas analīzi un plūsmas līdzsvara analīzi, lai salīdzinātu to blakus.
Kopsavilkums - vielmaiņas plūsmas analīze pret plūsmas bilances analīzi
Fluxus analīzes (fluksomikas) tehnoloģijas tiek izmantotas, lai noteiktu vielmaiņas reakciju ātrumu bioloģiskajā sistēmā. Ir divas galvenās plūsmas analīzes tehnoloģijas. Tās ir vielmaiņas plūsmas analīze un plūsmas līdzsvara analīze. Metabolisma plūsmas analīze ir attēlveidošanas fluxomikas metode metabolītu ražošanas un patēriņa ātruma analīzei bioloģiskajā sistēmā, savukārt plūsmas līdzsvara analīze ir matemātiskā fluxomikas metode metabolītu plūsmas analīzei caur vielmaiņas tīklu. Tādējādi šeit ir apkopota atšķirība starp vielmaiņas plūsmas analīzi un plūsmas līdzsvara analīzi.
