代谢网络中环境变异的统计力学描述
分子网络
2013-03-04 v1 统计力学
生物物理
摘要
活细胞内发生的许多化学反应是不可逆的。由于进化压力，这些系统内允许的反应数量受到高度约束，因此产生的代谢网络表现出显著的不对称性。在本文中，我们探讨了与这些网络中观察到的对称性降低有关的可能进化因素，并展示了环境变异在塑造其结构组织中的重要作用。将可返回性指数解释为与假设参考系统平衡的反应网络的平衡常数，使我们能够量化代谢网络的不平衡程度。此外，通过将子图中心性度量扩展到有向网络，引入一种新的有向中心性度量，我们能够根据单个代谢物在代谢途径中的参与程度对其进行表征。为了演示这些想法，我们研究了116个细菌代谢网络。特别地，我们发现代谢网络的平衡常数随着细菌栖息地变异性的增加而显著下降，支持了环境变异促进这些生化反应系统内不平衡的观点。
引用
@article{arxiv.1303.0103,
title = {A statistical mechanics description of environmental variability in metabolic networks},
author = {Jonathan J Crofts and Ernesto Estrada},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.0103},
year = {2013}
}