基于伴随方法的同位素标记实验代谢通量分析
分子网络
2016-03-24 v1 数值分析
最优化与控制
摘要
同位素标记实验中的代谢通量分析（MFA-ILE）极大地增进了对代谢途径的理解。平衡方程由数百个代数方程（稳态MFA）或常微分方程（非稳态MFA）给出，因此减少运算次数是降低计算成本的关键部分。确定性算法的主要瓶颈是导数的计算，尤其是对于非稳态MFA。在本文中，我们阐释了如何通过使用伴随方法计算残差平方和的梯度来加速整体辨识过程。与通常的（直接）方法相比，所提方法在复杂性和计算时间上均显示出显著改进。针对大肠杆菌的中心代谢途径获得了数值结果，并在稳态情形下与参考软件进行了验证。本文描述的方法和算法包含在sysmetab软件包中，该软件包基于开源许可发布于http://forge.scilab.org/index.php/p/sysmetab/。
引用
@article{arxiv.1601.04588,
title = {Metabolic Flux Analysis in Isotope Labeling Experiments using the Adjoint Approach},
author = {Stéphane Mottelet and Gil Gaullier and Georges Sadaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.04588},
year = {2016}
}
备注
Preprint submitted to IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics