酶经济性与代谢控制

细胞的代谢状态（包括通量、代谢物浓度和酶水平）是由代谢收益与酶成本之间的权衡所塑造的。这一假设及其推论可以通过计算模型并利用代谢价值理论进行研究。在最优代谢状态下，酶水平的任何增加都必须提高代谢性能以证明其自身成本的合理性，因此每种活性酶都必须通过产生有价值的产物来为细胞收益做出贡献。这种价值生产原则导出了将代谢通量和反应弹性与酶成本联系起来的变异规则。代谢价值理论为描述这一过程提供了语言。它假设了局部价值的平衡，本文从代谢控制理论的概念中推导出了这一平衡。称为经济势和经济负载的经济状态变量描述了代谢物、反应和酶如何对代谢性能做出贡献。经济势描述了代谢物生产的间接价值，而经济负载描述了代谢物浓度的间接价值。这些经济变量及其他变量通过局部平衡方程相互关联。这些针对最优代谢状态的定律定义了适用于广泛速率定律的代谢通量条件。为了产生代谢价值，通量必须从较低的经济势流向较高的经济势，必须无无效循环，并满足最小加权通量原则。给定一种经济通量模式，可以系统地构建动力学模型，其中所有酶都对代谢性能产生积极影响。