双功能酶作用作为生化反应网络鲁棒性来源：一种新型超图方法
分子网络
2025-11-18 v2
摘要
底物修饰网络在生物化学系统中十分常见。一个更高层次的超图“骨架”捕捉了关于在特定修饰酶的存在下哪些底物被转化的关键信息。然而，许多不同的详细模型可以关联到相同的骨架，但随着细节水平的增加，与模型拟合相关的不确定性也随之增加。我们展示了可以直接从骨架中提取essential动力学特性，如正稳态的存在性和浓度鲁棒性，这些特性独立于详细模型。使用有向超图的新型形式化方法，我们证明了双功能酶作用在生成鲁棒性方面发挥关键作用。此外，我们使用另一种新概念——在有向超图上的“电流”——来建立潜在远程网络组件之间的联系。电流是正稳态存在所必需的概念，电流匹配与双功能性结合可生成浓度鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2504.21011,
title = {Bifunctional enzyme action as a source of robustness in biochemical reaction networks: a novel hypergraph approach},
author = {Badal Joshi and Tung D. Nguyen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.21011},
year = {2025}
}