|
Conference publicationsAbstractsXXIV conferenceStoichiometric design of metabolic pathwaysG.K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms Russian Academy of Sciences, 142290 Pushchino, Moscow Region. e-mail: minkevich@ibpm.pushchino.ru 1 pp. (accepted)Решение данной задачи основано на векторно-матричном представлении состава веществ и стехиометрии реакций [1]. Обоснование компьютерной сборки метаболических путей, несмотря на продвижение в этой области, встретило серьёзные трудности. Наша работа посвящена разработке эффективного метода решения данной задачи. Используется локальная база данных, содержащая стехиометрические коэффициенты реакций, сведения об их обратимости или необратимости и элементный состав веществ. На этой основе составляется стехиометрическая матрица реакций Nkr и система уравнений SumrNkrzr=bk (zr — потоки через реакции, bk — потоки обмена системы с внешней средой). Требуется найти все zr и часть bk [2,3]. Большинство bk=0. Отличны от нуля только bk, соответствующие заданным субстрату и продукту метаболического пути. Остальные субстраты и продукты всего пути считаются неизвестными и находятся на последнем этапе решения задачи [2,3]. Матрица имеет меньше строк, чем столбцов; поэтому часть компонент zr должна быть задана, а остальные вычисляются из уравнений (см. выше). Это приводит к существованию альтернативных путей. Главная трудность состоит в ограничениях на потоки через необратимые реакции: zrнеобр>=0. Сложным является нахождение области допустимых значений задаваемых переменных. Анализ взаимного расположения плоскостей zrнеобр=0 позволил снизить число реально действующих ограничений и обнаружить существование большого количества фиксированных переменных zr, часто равных нулю. В результате циклического применения соответствующих вычислительных процедур задача существенно упрощается, и находятся решения для альтернативных метаболических путей.
|
