Ključna razlika između analize metaboličkog toka i analize ravnoteže toka je u tome što je analiza metaboličkog toka tehnika slikovne fluksomike za analizu stope proizvodnje i potrošnje metabolita u biološkom sustavu, dok je analiza ravnoteže toka matematička tehnika fluksomike za analizu protok metabolita kroz metaboličku mrežu.
Fluxomics se odnosi na različite pristupe koji se koriste za određivanje brzina metaboličkih reakcija unutar biološkog sustava. Značaj fluksomike je u tome što metabolički tokovi obično određuju stanične fenotipove. Metabolički tok je pretvorba metabolita u metaboličkoj mreži. Postoje dvije važne tehnologije fluksomike ili analize toka. To su analiza metaboličkog toka i analiza ravnoteže toka.
Što je analiza metaboličkog toka?
Analiza metaboličkog toka (MFA) tehnika je slikovne fluksomike koja analizira stopu proizvodnje i potrošnje metabolita u biološkom sustavu. Ova tehnika omogućuje kvantifikaciju metabolita na unutarstaničnoj razini. Stoga ova tehnika razjašnjava središnji metabolizam stanice. U analizi metaboličkog toka, za analizu toka obično se koristi 13C metoda koja se temelji na fluksomici. U 13C fluksomici, metabolički prekursori su obogaćeni 13C prije uvođenja u biološki sustav. Kasnije, koristeći tehnike snimanja kao što su spektrometrija mase i spektroskopija nuklearne magnetske rezonancije, mjeri se razina ugradnje 13C u metabolite.
Slika 01: Analiza metaboličkog toka
Osim toga, metabolički tokovi mogu se mjeriti stehiometrijom. U analizi metaboličkog toka, stehiometrijski modeli i metode masene spektrometrije određuju prijenos dijelova koji sadrže izotopne obilježivače iz jednog metabolita u drugi u metaboličkoj mreži. Dakle, ova tehnika može izvući informacije o cijeloj metaboličkoj mreži i staničnom fenotipu. Nadalje, analiza metaboličkog toka ima mnoge primjene. Ova tehnika može odrediti ograničenja sposobnosti biološkog sustava u proizvodnji biokemijskog agensa kao što je etanol. Osim toga, ova tehnika može predvidjeti odgovor na dodatke ili izbacivanja gena.
Što je analiza bilance toka?
Analiza bilance toka (FBA) matematička je tehnika fluksomike koja analizira protok metabolita kroz metaboličku mrežu. To se radi kroz proces u dva koraka. U prvom koraku, metaboličke reakcije su matematički predstavljene u obliku numeričke matrice koja sadrži stehiometrijske koeficijente svake reakcije. Ovi stehiometrijski koeficijenti nameću ograničenja modelu sustava. Omogućavanjem ovakvih ograničenja smanjuju se mogući skupovi rješenja za sustav. U drugom koraku, nakon dodavanja ograničenja, model sustava se optimizira. Analiza ravnoteže protoka izračunava protok metabolita u metaboličkoj mreži pomoću gornjeg mehanizma. Stoga je moguće predvidjeti brzinu rasta organizma ili stopu proizvodnje biotehnološki važnog metabolita putem FBA.
Slika 02: Analiza ravnoteže fluksa
Resursi za analizu ravnoteže protoka uključuju BIGG bazu podataka, COBRA toolbox i FASIMU (FBA simulacijski softver za metabolomiku). Analiza ravnoteže toka ima raznoliku upotrebu u fiziološkim studijama, naporima za popunjavanje praznina i sintetskoj biologiji na razini genoma. Nadalje, FBA se također može koristiti za predviđanje prinosa važnih kofaktora kao što su ATP, NADH ili NADPH.
Sličnosti između analize metaboličkog toka i analize ravnoteže toka
- Analiza metaboličkog toka i analiza ravnoteže toka tehnologije su analize toka.
- Obje tehnike spadaju u polje sistemske biologije
- Ove tehnike mogu odrediti metabolički tijek u biološkom sustavu.
- Ove tehnike imaju široku primjenu.
- Obje tehnike mogu odrediti fenotip stanice.
Razlika između analize metaboličkog toka i analize ravnoteže toka
Analiza metaboličkog toka je tehnika fluksomike slika koja se koristi za analizu stope proizvodnje i potrošnje metabolita u biološkom sustavu, dok je analiza ravnoteže toka matematička tehnika fluksomike koja analizira protok metabolita kroz metaboličku mrežu. Dakle, ovo je ključna razlika između analize metaboličkog toka i analize ravnoteže toka. Nadalje, analiza metaboličkog toka koristi spektrometriju mase ili nuklearnu magnetsku rezonancu za određivanje metaboličkih tokova, dok analiza ravnoteže toka koristi matematičku (numeričku) matricu za određivanje metaboličkih tokova.
Sljedeća infografika navodi razlike između analize metaboličkog protoka i analize ravnoteže protoka u tabličnom obliku za usporedbu.
Sažetak – Analiza metaboličkog toka u odnosu na analizu ravnoteže toka
Tehnologije analize protoka (fluxomics) koriste se za određivanje brzina metaboličkih reakcija unutar biološkog sustava. Postoje dvije glavne tehnologije analize toka. To su analiza metaboličkog toka i analiza ravnoteže toka. Analiza metaboličkog toka je tehnika slikovne fluksomike za analizu proizvodnje i stopa potrošnje metabolita u biološkom sustavu, dok je analiza ravnoteže toka matematička tehnika fluksomike za analizu protoka metabolita kroz metaboličku mrežu. Dakle, ovo sažima razliku između analize metaboličkog protoka i analize ravnoteže protoka.
