Kľúčový rozdiel medzi analýzou metabolického toku a analýzou toku toku je v tom, že analýza metabolického toku je zobrazovacia fluxomická technika na analýzu miery produkcie a spotreby metabolitov v biologickom systéme, zatiaľ čo analýza tokovej rovnováhy je matematická fluxomická technika na analýzu tok metabolitov cez metabolickú sieť.
Fluxomika označuje rôzne prístupy používané na určenie rýchlosti metabolických reakcií v rámci biologického systému. Význam fluxomiky je v tom, že metabolické toky zvyčajne určujú bunkové fenotypy. Metabolický tok je premena metabolitu v metabolickej sieti. Existujú dve dôležité technológie fluxomiky alebo analýzy toku. Sú to analýza metabolického toku a analýza toku rovnováhy.
Čo je analýza metabolického toku?
Analýza metabolického toku (MFA) je zobrazovacia fluxomická technika, ktorá analyzuje mieru produkcie a spotreby metabolitov v biologickom systéme. Táto technika umožňuje kvantifikáciu metabolitov na intracelulárnej úrovni. Preto táto technika objasňuje centrálny metabolizmus bunky. V analýze metabolického toku sa na analýzu toku bežne používa 13C metóda založená na fluxomike. V 13C fluxomikách sú metabolické prekurzory obohatené o 13C pred zavedením do biologického systému. Neskôr sa pomocou zobrazovacích techník, ako je hmotnostná spektrometria a nukleárna magnetická rezonančná spektroskopia, meria úroveň inkorporácie 13C do metabolitov.
Obrázok 01: Analýza metabolického toku
Okrem toho možno metabolické toky merať stechiometriou. V analýze metabolického toku určujú stechiometrické modely a metódy hmotnostnej spektrometrie prenos skupín obsahujúcich izotopové indikátory z jedného metabolitu do druhého v metabolickej sieti. Táto technika teda môže odvodiť informácie o celej metabolickej sieti a bunkovom fenotype. Okrem toho má analýza metabolického toku mnoho aplikácií. Táto technika môže určiť limity schopnosti biologického systému produkovať biochemické činidlo, ako je etanol. Okrem toho môže táto technika predpovedať reakciu na pridanie alebo vyradenie génu.
Čo je to analýza bilancie toku?
Analýza rovnováhy toku (FBA) je matematická fluxomická technika, ktorá analyzuje tok metabolitov cez metabolickú sieť. Vykonáva sa v dvoch krokoch. V prvom kroku sú metabolické reakcie reprezentované matematicky vo forme numerickej matice obsahujúcej stechiometrické koeficienty každej reakcie. Tieto stechiometrické koeficienty obmedzujú model systému. Poskytnutím obmedzení, ako je toto, sa zníži počet možných riešení systému. V druhom kroku, po pridaní obmedzení, je systémový model optimalizovaný. Analýza rovnováhy toku vypočítava tok metabolitov v metabolickej sieti pomocou vyššie uvedeného mechanizmu. Preto je možné predpovedať rýchlosť rastu organizmu alebo rýchlosť produkcie biotechnologicky dôležitého metabolitu prostredníctvom FBA.
Obrázok 02: Analýza bilancie toku
Zdroje pre analýzu bilancie toku zahŕňajú databázu BIGG, COBRA toolbox a FASIMU (FBA simulačný softvér metabolomiky). Analýza rovnováhy toku má rôzne využitie vo fyziologických štúdiách, úsilí o vyplnenie medzier a syntetickej biológii na úrovni genómu. Okrem toho možno FBA použiť aj na predpovedanie výťažku dôležitých kofaktorov, ako sú ATP, NADH alebo NADPH.
Podobnosti medzi analýzou metabolického toku a analýzou rovnováhy toku
- Analýza metabolického toku a analýza rovnováhy toku sú technológie analýzy toku.
- Obe techniky spadajú do oblasti systémovej biológie
- Tieto techniky môžu určiť metabolický tok v biologickom systéme.
- Tieto techniky majú široké uplatnenie.
- Obe techniky dokážu určiť fenotyp bunky.
Rozdiel medzi analýzou metabolického toku a analýzou rovnováhy toku
Analýza metabolického toku je zobrazovacia fluxomická technika používaná na analýzu rýchlosti produkcie a spotreby metabolitov v biologickom systéme, zatiaľ čo analýza tokovej rovnováhy je matematická fluxomická technika, ktorá analyzuje tok metabolitov cez metabolickú sieť. Toto je kľúčový rozdiel medzi analýzou metabolického toku a analýzou rovnováhy toku. Okrem toho analýza metabolických tokov využíva hmotnostnú spektrometriu alebo nukleárnu magnetickú rezonanciu na určenie metabolických tokov, zatiaľ čo analýza tokovej rovnováhy používa na určenie metabolických tokov matematickú (numerickú) maticu.
Nasledujúca infografika uvádza rozdiely medzi analýzou metabolického toku a analýzou toku rovnováhy v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Summary – Metabolic Flux Analysis vs Flux Balance Analysis
Technológie analýzy toku (fluxomika) sa používajú na určenie rýchlosti metabolických reakcií v rámci biologického systému. Existujú dve hlavné technológie analýzy toku. Sú to analýza metabolických tokov a analýza rovnováhy tokov. Analýza metabolického toku je zobrazovacia technika fluxomiky na analýzu rýchlosti produkcie a spotreby metabolitov v biologickom systéme, zatiaľ čo analýza rovnováhy toku je matematická technika fluxomiky na analýzu toku metabolitov cez metabolickú sieť. Toto sumarizuje rozdiel medzi analýzou metabolického toku a analýzou toku rovnováhy.
