基于线性通量表达式的代谢网络稳定性
最优化与控制
2019-03-29 v2
摘要
名为 LIFE（Linear-in-Flux-Expressions，线性通量表达式）的方法被开发用于模拟与分析大型代谢系统。借助 LIFE，通过考虑系统参数间的相关性，模型参数数量得以减少。对 LIFE 系统的扰动分析导致系统整体变异性降低，使结果更贴近经验数据。这些系统可与图相关联，而图的特征可揭示系统动力学。本工作解决两个主要问题：1. 对固定的代谢物水平，找出所有使该代谢物水平为平衡态的通量；2. 对固定的通量，找出系统所有平衡的代谢物水平。我们刻画了这两类问题的解集，并给出将系统稳定性与关联图结构相关联的普适结论。我们证明存在一种图结构为稳定动力学所必需。除这些普适结果外，我们展示了网络流、分隔室系统、控制理论与马尔可夫链等领域的稳定性分析如何应用于 LIFE 系统。
引用
@article{arxiv.1808.08263,
title = {Stability of Metabolic Networks via Linear-In-Flux-Expressions},
author = {Nathaniel J. Merrill and Zheming An and Sean T. McQuade and Federica Garin and Karim Azer and Ruth E. Abrams and Benedetto Piccoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.08263},
year = {2019}
}
备注
30 pages, 6 figures