Ključna razlika između analize metaboličkog fluksa i analize ravnoteže fluksa je u tome što je analiza metaboličkog fluksa tehnika fluksomike slike za analizu stopa proizvodnje i potrošnje metabolita u biološkom sistemu, dok je analiza ravnoteže fluksa matematička tehnika fluksomike za analizu protok metabolita kroz metaboličku mrežu.
Fluksomika se odnosi na različite pristupe koji se koriste za određivanje stopa metaboličkih reakcija unutar biološkog sistema. Značaj fluksomike je da metabolički tokovi obično određuju ćelijske fenotipove. Metabolički tok je konverzija metabolita u metaboličkoj mreži. Postoje dvije važne tehnologije fluksomike ili analize fluksa. To su analiza metaboličkog toka i analiza ravnoteže fluksa.
Šta je analiza metaboličkog fluksa?
Analiza metaboličkog fluksa (MFA) je tehnika fluksomike slike koja analizira stope proizvodnje i potrošnje metabolita u biološkom sistemu. Ova tehnika omogućava kvantifikaciju metabolita na intracelularnom nivou. Stoga ova tehnika razjašnjava centralni metabolizam ćelije. U analizi metaboličkog fluksa, 13C metoda zasnovana na fluksomici se obično koristi za analizu fluksa. U 13C fluksomici, metabolički prekursori su obogaćeni sa 13C prije uvođenja u biološki sistem. Kasnije, koristeći tehnike snimanja kao što su spektrometrija mase i spektroskopija nuklearne magnetne rezonance, mjeri se nivo inkorporacije 13C u metabolite.
Slika 01: Analiza metaboličkog toka
Pored toga, metabolički tokovi se mogu mjeriti stehiometrijom. U analizi metaboličkog fluksa, stehiometrijski modeli i metode masene spektrometrije određuju prijenos dijelova koji sadrže izotopske markere iz jednog metabolita u drugi u metaboličkoj mreži. Dakle, ova tehnika može izvući informacije o cijeloj metaboličkoj mreži i ćelijskom fenotipu. Nadalje, analiza metaboličkog fluksa ima mnogo primjena. Ova tehnika može odrediti granice sposobnosti biološkog sistema u proizvodnji biohemijskog agensa kao što je etanol. Uz to, ova tehnika može predvidjeti odgovor na dodatke gena ili nokaute.
Šta je analiza bilansa protoka?
Flux balance analysis (FBA) je matematička tehnika fluksomike koja analizira protok metabolita kroz metaboličku mrežu. Radi se kroz proces u dva koraka. U prvom koraku, metaboličke reakcije se matematički predstavljaju u obliku numeričke matrice koja sadrži stehiometrijske koeficijente svake reakcije. Ovi stehiometrijski koeficijenti nameću ograničenja na model sistema. Pružanjem ovakvih ograničenja smanjeni su mogući skupovi rješenja za sistem. U drugom koraku, nakon dodavanja ograničenja, model sistema se optimizuje. Analiza ravnoteže protoka izračunava protok metabolita u metaboličkoj mreži koristeći gornji mehanizam. Stoga je moguće predvidjeti brzinu rasta organizma ili proizvodnju biotehnološki važnog metabolita putem FBA.
Slika 02: Analiza ravnoteže toka
Resursi za analizu balansa protoka uključuju BIGG bazu podataka, COBRA alatni okvir i FASIMU (FBA softver za simulaciju metabolomike). Analiza ravnoteže protoka ima različite primjene u fiziološkim studijama, naporima za popunjavanje praznina i sintetičkoj 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 fluksa i analiza ravnoteže fluksa su tehnologije analize fluksa.
- Obje tehnike spadaju u polje sistemske biologije
- Ove tehnike mogu odrediti metabolički tok u biološkom sistemu.
- Ove tehnike imaju široku primjenu.
- Obje tehnike mogu odrediti fenotip ćelije.
Razlika između analize metaboličkog toka i analize ravnoteže toka
Analiza metaboličkog fluksa je tehnika fluksomike koja se koristi za analizu stope proizvodnje i potrošnje metabolita u biološkom sistemu, dok je analiza ravnoteže fluksa matematička tehnika fluksomike koja analizira protok metabolita kroz metaboličku mrežu. Dakle, ovo je ključna razlika između analize metaboličkog fluksa i analize ravnoteže fluksa. Nadalje, analiza metaboličkog fluksa koristi masenu spektrometriju ili nuklearnu magnetnu rezonancu za određivanje metaboličkih tokova, dok analiza ravnoteže fluksa koristi matematičku (numeričku) matricu za određivanje metaboličkih tokova.
Sljedeća infografika navodi razlike između analize metaboličkog fluksa i analize ravnoteže fluksa u obliku tabele za usporedbu.
Sažetak – Analiza metaboličkog toka naspram analize ravnoteže protoka
Tehnologije analize fluksa (fluksomika) koriste se za određivanje stopa metaboličkih reakcija unutar biološkog sistema. Postoje dvije glavne tehnologije analize fluksa. To su analiza metaboličkog fluksa i analiza ravnoteže fluksa. Analiza metaboličkog fluksa je tehnika slikovne fluksomike za analizu stope proizvodnje i potrošnje metabolita u biološkom sistemu, dok je analiza ravnoteže fluksa matematička tehnika fluksomike za analizu protoka metabolita kroz metaboličku mrežu. Dakle, ovo rezimira razliku između analize metaboličkog fluksa i analize ravnoteže toka.
