Метаболикалық ағынды талдау мен ағын теңгерімін талдау арасындағы негізгі айырмашылық мынада: метаболикалық ағынды талдау биологиялық жүйедегі метаболиттердің өндірісі мен тұтыну жылдамдығын талдауға арналған бейнелеу флюксомикасы әдісі болып табылады, ал ағын балансын талдау - бұл талдауға арналған математикалық флюксомика әдісі. метаболизмдік желі арқылы метаболиттер ағыны.
Флюксомика биологиялық жүйедегі метаболикалық реакциялардың жылдамдығын анықтау үшін қолданылатын әртүрлі тәсілдерді білдіреді. Флюксомиканың маңыздылығы метаболикалық ағындар әдетте жасушалық фенотиптерді анықтайды. Метаболикалық ағын – метаболиттік желідегі метаболиттердің өзгеруі. Флюксомика немесе ағынды талдаудың екі маңызды технологиясы бар. Олар метаболикалық ағынды талдау және ағын балансын талдау.
Метаболикалық ағынды талдау дегеніміз не?
Метаболикалық ағынды талдау (MFA) - биологиялық жүйедегі метаболиттердің өндірісі мен тұтыну жылдамдығын талдайтын бейнелеу флюксомикасы әдісі. Бұл әдіс жасушаішілік деңгейде метаболиттер санын анықтауға мүмкіндік береді. Сондықтан бұл әдіс жасушаның орталық метаболизмін түсіндіреді. Метаболикалық ағынды талдауда ағынды талдау үшін әдетте 13C флюксомика негізіндегі әдіс қолданылады. 13C флюксомиктерінде метаболикалық прекурсорлар биологиялық жүйеге енгізер алдында 13C байытылған. Кейінірек масс-спектрометрия және ядролық магниттік-резонанстық спектроскопия сияқты бейнелеу әдістерін қолдана отырып, 13C метаболиттерге қосылу деңгейі өлшенеді.
01-сурет: Метаболикалық ағынды талдау
Сонымен қатар, метаболикалық ағындарды стехиометрия арқылы өлшеуге болады. Метаболикалық ағынды талдауда стехиометриялық модельдер мен масс-спектрометрия әдістері метаболикалық желіде изотоптық тракерлері бар бөліктердің бір метаболиттен екіншісіне ауысуын анықтайды. Осылайша, бұл әдіс бүкіл метаболикалық желі және жасушалық фенотип туралы ақпаратты ала алады. Сонымен қатар, метаболикалық ағынды талдаудың көптеген қолданбалары бар. Бұл әдіс этанол сияқты биохимиялық агентті өндірудегі биологиялық жүйенің мүмкіндіктерінің шегін анықтай алады. Бұған қоса, бұл әдіс гендердің қосылуына немесе нокауттарға жауапты болжай алады.
Флюс балансының талдауы дегеніміз не?
Флюкс балансын талдау (FBA) – метаболизмдік желі арқылы метаболиттер ағынын талдайтын математикалық флюксомика әдісі. Ол екі қадамдық процесс арқылы жүзеге асырылады. Бірінші қадамда метаболикалық реакциялар әр реакцияның стехиометриялық коэффициенттері бар сандық матрица түрінде математикалық түрде көрсетіледі. Бұл стехиометриялық коэффициенттер жүйе моделіне шектеулер қояды. Осындай шектеулерді қамтамасыз ету арқылы жүйенің мүмкін болатын шешімдер жиыны азаяды. Екінші қадамда шектеулерді қосудан кейін жүйе моделі оңтайландырылған. Флюс балансының талдауы жоғарыда аталған механизмді қолдану арқылы метаболикалық желідегі метаболиттер ағынын есептейді. Демек, FBA арқылы организмнің өсу қарқынын немесе биотехнологиялық маңызды метаболиттің өндіріс жылдамдығын болжауға болады.
02-сурет: ағын балансының талдауы
Ағынның балансын талдауға арналған ресурстарға BIGG дерекқоры, COBRA құралдар жинағы және FASIMU (FBA симуляциялық бағдарламалық құрал метаболомикасы) кіреді. Ағынның балансын талдау физиологиялық зерттеулерде, бос орындарды толтыру әрекеттерінде және геномдық масштабтағы синтетикалық биологияда әртүрлі қолданылады. Сонымен қатар, FBA ATP, NADH немесе NADPH сияқты маңызды кофакторлардың кірістілігін болжау үшін де пайдаланылуы мүмкін.
Метаболикалық ағынды талдау мен ағын теңгерімін талдау арасындағы ұқсастықтар
- Метаболикалық ағынды талдау және ағын балансын талдау ағынды талдау технологиялары болып табылады.
- Екі әдіс те жүйелік биология саласына жатады
- Бұл әдістер биологиялық жүйедегі метаболикалық ағынды анықтай алады.
- Бұл әдістердің кең қолданысы бар.
- Екі әдіс те жасуша фенотипін анықтай алады.
Метаболикалық ағынның талдауы мен ағын балансының талдауының арасындағы айырмашылық
Метаболикалық ағынды талдау - биологиялық жүйедегі метаболиттердің өндірісі мен тұтыну жылдамдығын талдау үшін қолданылатын бейнелеу флюксомика әдісі, ал ағын балансын талдау - метаболиттік желі арқылы метаболиттер ағынын талдайтын математикалық флюксомика әдісі. Сонымен, бұл метаболикалық ағынды талдау мен ағын балансын талдау арасындағы негізгі айырмашылық. Сонымен қатар, метаболикалық ағынды талдау метаболикалық ағындарды анықтау үшін масс-спектрометрияны немесе ядролық магниттік резонансты пайдаланады, ал ағын балансын талдау метаболикалық ағындарды анықтау үшін математикалық (сандық) матрицаны пайдаланады.
Келесі инфографикада метаболикалық ағынның талдауы мен ағын балансының талдауы арасындағы айырмашылықтар қатар салыстыру үшін кесте түрінде берілген.
Қорытынды – Метаболикалық ағынды талдау және ағын балансын талдау
Флюкс анализі (флюксомика) технологиялары биологиялық жүйедегі метаболикалық реакциялардың жылдамдығын анықтау үшін қолданылады. Ағынды талдаудың екі негізгі технологиясы бар. Олар метаболикалық ағынды талдау және ағын балансын талдау. Метаболикалық ағынды талдау - биологиялық жүйедегі метаболиттердің өндірісі мен тұтыну жылдамдығын талдауға арналған бейнелеу флюксомика әдісі, ал ағын балансын талдау - метаболиттік желі арқылы метаболиттердің ағынын талдауға арналған математикалық флюксомика әдісі. Осылайша, бұл метаболикалық ағынды талдау мен ағын балансын талдау арасындағы айырмашылықты қорытындылайды.
