化学反应网络的独立分解
动力系统
2021-04-20 v1
摘要
化学反应网络(CRN)由反应组成,这些反应可视为称为物种的实体之间的相互作用,物种存在于系统之中。赋予动力学后,CRN具有一组对应的常微分方程(ODE)。在化学反应网络理论中,我们关注CRN的结构与对应ODE的定性性质之间的联系。CRN分解理论中的一个结果是:若分解是独立的,则各子系统的正稳态集合的交集等于整个系统的正稳态集合。因此,使用独立分解的计算方法可作为研究大型系统的高效工具。本文给出了CRN存在非平凡独立分解的充要条件,并由此提出一种新颖的逐步方法来获得此类分解(若存在)。我们还用实际例子说明了这些结果。特别地,我们证明了流行的厌氧酵母发酵途径模型的一个CRN具有非平凡独立分解,而一个特定的生物系统(具有一个正前馈和一个负反馈的代谢网络)则没有。最后,我们分析了特定流感病毒模型反应网络的稳态性质。
引用
@article{arxiv.2104.09221,
title = {Independent Decompositions of Chemical Reaction Networks},
author = {Bryan S. Hernandez and Ralph John L. De la Cruz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09221},
year = {2021}
}