Diferența cheie dintre analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului este că analiza fluxului metabolic este o tehnică de fluxomică imagistică pentru analiza ratelor de producție și consum ale metaboliților într-un sistem biologic, în timp ce analiza echilibrului de flux este o tehnică de fluxomică matematică pentru analiza fluxul de metaboliți printr-o rețea metabolică.
Fluxomics se referă la diferite abordări utilizate pentru a determina ratele reacțiilor metabolice într-un sistem biologic. Semnificația fluxomicii este că fluxurile metabolice determină de obicei fenotipurile celulare. Fluxul metabolic este conversia metabolitului într-o rețea metabolică. Există două tehnologii importante de fluxomică sau de analiză a fluxului. Acestea sunt analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului.
Ce este analiza fluxului metabolic?
Analiza fluxului metabolic (MFA) este o tehnică de fluxomică imagistică care analizează ratele de producție și consum ale metaboliților într-un sistem biologic. Această tehnică permite cuantificarea metaboliților la nivel intracelular. Prin urmare, această tehnică elucidează metabolismul central al celulei. În analiza fluxului metabolic, metoda bazată pe fluxomic 13C este folosită în mod obișnuit pentru analiza fluxului. În fluxomica 13C, precursorii metabolici sunt îmbogățiți cu 13C înainte de introducerea în sistemul biologic. Mai târziu, folosind tehnici de imagistică precum spectrometria de masă și spectroscopie de rezonanță magnetică nucleară, se măsoară nivelul de încorporare a 13C în metaboliți.
Figura 01: Analiza fluxului metabolic
În plus, fluxurile metabolice pot fi măsurate cu stoichiometrie. În analiza fluxului metabolic, modelele stoichiometrice și metodele de spectrometrie de masă determină transferul de fragmente care conțin trasori izotopici de la un metabolit la altul într-o rețea metabolică. Astfel, această tehnică poate obține informații despre întreaga rețea metabolică și fenotipul celular. Mai mult, analiza fluxului metabolic are multe aplicații. Această tehnică poate determina limitele capacității unui sistem biologic de a produce un agent biochimic, cum ar fi etanolul. În plus, această tehnică poate prezice răspunsul la adăugările de gene sau la eliminări.
Ce este analiza echilibrului fluxului?
Analiza echilibrului fluxului (FBA) este o tehnică de fluxomică matematică care analizează fluxul metaboliților printr-o rețea metabolică. Se realizează printr-un proces în doi pași. În prima etapă, reacțiile metabolice sunt reprezentate matematic sub forma unei matrice numerice care conține coeficienți stoichiometrici ai fiecărei reacții. Acești coeficienți stoichiometrici impun constrângeri asupra modelului de sistem. Prin furnizarea de constrângeri ca aceasta, seturile posibile de soluții ale sistemului sunt reduse. În a doua etapă, în urma adăugărilor de constrângeri, modelul de sistem este optimizat. Analiza echilibrului fluxului calculează fluxul de metaboliți într-o rețea metabolică utilizând mecanismul de mai sus. Prin urmare, este posibil să se prezică rata de creștere a unui organism sau rata de producție a unui metabolit important din punct de vedere biotehnologic prin FBA.
Figura 02: Analiza soldului fluxului
Resursele pentru analiza echilibrului fluxului includ baza de date BIGG, setul de instrumente COBRA și FASIMU (metabolomica software de simulare FBA). Analiza echilibrului fluxului are diverse utilizări în studiile fiziologice, eforturile de umplere a golurilor și biologia sintetică la scară genomică. În plus, FBA poate fi folosit și pentru a prezice randamentul unor cofactori importanți, cum ar fi ATP, NADH sau NADPH.
Asemănări între analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului
- Analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului sunt tehnologii de analiză a fluxului.
- Ambele tehnici se încadrează în domeniul biologiei sistemului
- Aceste tehnici pot determina fluxul metabolic într-un sistem biologic.
- Aceste tehnici au aplicații largi.
- Ambele tehnici pot determina fenotipul celular.
Diferența dintre analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului
Analiza fluxului metabolic este o tehnică de fluxomică imagistică utilizată pentru a analiza ratele de producție și consum ale metaboliților într-un sistem biologic, în timp ce analiza echilibrului fluxului este o tehnică de fluxomică matematică care analizează fluxul metaboliților printr-o rețea metabolică. Deci, aceasta este diferența cheie dintre analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului. În plus, analiza fluxului metabolic utilizează spectrometria de masă sau rezonanța magnetică nucleară pentru a determina fluxurile metabolice, în timp ce analiza echilibrului de flux utilizează o matrice matematică (numerică) pentru a determina fluxurile metabolice.
Următorul infografic enumeră diferențele dintre analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului sub formă tabelară pentru comparație una lângă alta.
Rezumat – Analiza fluxului metabolic vs analiza echilibrului fluxului
Tehnologiile de analiză a fluxului (fluxomică) sunt utilizate pentru a determina ratele reacțiilor metabolice în cadrul unui sistem biologic. Există două tehnologii principale de analiză a fluxului. Acestea sunt analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului. Analiza fluxului metabolic este o tehnică de fluxomică imagistică pentru analiza ratelor de producție și consum ale metaboliților într-un sistem biologic, în timp ce analiza echilibrului de flux este o tehnică de fluxomică matematică pentru analiza fluxului de metaboliți printr-o rețea metabolică. Astfel, aceasta rezumă diferența dintre analiza fluxului metabolic și analiza echilibrului fluxului.
