×

拉普拉斯动力学与合成和降解。 (英语) Zbl 1335.92036号

摘要:使用相关网络结构分析生化反应的定性行为在生物学的各个分支中已被证明是有用的。作为我们之前工作的延伸,我们引入了一个基于图形的框架来计算具有合成和降解的生化反应网络的稳态解。我们的方法基于标记有向图和相关的线性非齐次微分方程组,这些方程组具有一阶退化和零阶综合。我们还提出了一个定理,为动力学产生唯一稳定稳态提供了必要和充分的条件。虽然动力学是线性的,但通过将非线性编码到边缘标签中,可以将此框架应用于非线性系统。我们回答了之前工作中关于摄动拉普拉斯矩阵逆矩阵中元素的非正性的一个公开问题。此外,我们还提供了计算此类矩阵逆矩阵的图论框架。这也完善了我们之前的框架,使其成为纯图论的框架。最后,我们通过将该框架应用于胰岛β细胞离子通道胰岛素分泌的数学模型,证明了该框架的实用性。

理学硕士:

92C45型 生化问题中的动力学(药代动力学、酶动力学等)
05C90年 图论的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Ackers GK,Johnson AD,Shea MA(1982)λ噬菌体阻遏物基因调控的定量模型。美国国家科学院院刊79(4):1129-1133·doi:10.1073/pnas.79.4.1129
[2] Agaev R,Chebotarev P(2006)有向图的最大外森林矩阵及其应用。自动遥控器61(9):27·Zbl 1057.05038号
[3] Ahsendorf T,Wong F,Eils R,Gunawardena J(2014)一个适应非平衡机制的基因调控建模框架。BMC生物12(1):102·doi:10.1186/s12915-014-0102-4
[4] Barg S、Olofson CS、Schriever-Abeln J、Wendt A、Gebre-Medhin S、Renström E、Rorsman P(2002)神经内分泌细胞中大致密囊泡的融合孔开放和肽释放之间的延迟。神经元33(2):287-299·doi:10.1016/S0896-6273(02)00563-9
[5] Bérenguier D、Chaouiya C、Monteiro PT、Naldi A、Remy E、Thieffry D、Tichit L(2013)大型细胞调控网络的动态建模和分析。混沌23(2):025114·Zbl 1331.37134号 ·doi:10.1063/1.4809783
[6] Bronski JC,DeVille L(2014)包含吸引和排斥相互作用的图的动力学谱理论。SIAM应用数学杂志74(1):83-105·Zbl 1332.05086号 ·数字对象标识代码:10.1137/130913973
[7] Chebotarev P,Agaev R(2002)拉普拉斯矩阵周围的森林矩阵。线性代数应用1:1-19·Zbl 1044.12002年 ·doi:10.1142/S02194988020021
[8] Chen Y-D,Wang S,Sherman A(2008)通过颗粒胞吐动力学模型确定胰腺β细胞胰岛素分泌扩增途径的靶点。生物物理杂志95(5):2226-2241·doi:10.1529/biophysj.107.124990
[9] Chou K-C,Min LW(1981)非稳态酶动力学的图形规则。《Theor生物学杂志》91(4):637-654·doi:10.1016/0022-5193(81)90215-0
[10] Chou K-C(1981)酶催化反应速率定律的两个新图解规则。《Theor生物学杂志》89(4):581-592·doi:10.1016/0022-5193(81)90030-8
[11] Chou K-C(1983)酶动力学图解方法的进展。生物化学17(1):51-55·doi:10.1016/0301-4622(83)87013-6
[12] Craciun G,Feinberg M(2005)复杂化学反应网络中的多重平衡:I.注入性。SIAM应用数学杂志65(5):1526-1546·邮编1094.80005 ·doi:10.1137/S0036139904440278
[13] Craciun G,Feinberg M(2006)复杂化学反应网络中的多重平衡:II。物种反应图。SIAM应用数学66(4):1321-1338·Zbl 1136.80306号 ·数字对象标识代码:10.1137/050634177
[14] Craciun G,Tang Y,Feinberg M(2006)《理解复杂酶驱动反应网络中的双稳态》。美国国家科学院院刊103(23):8697-8702·Zbl 1254.93116号 ·doi:10.1073/pnas.0602767103
[15] Craciun G,Feinberg M(2010)复杂化学反应网络中的多重平衡:半开放质量作用系统。SIAM应用数学杂志70(6):1859-1877·Zbl 1255.80020号 ·数字对象标识代码:10.1137/090756387
[16] Dasgupta T、Croll DH、Owen JA、Vander Heiden MG、Locasale JW、Alon U、Cantley LC、Gunawardena J(2014)《共价交换的基本权衡及其通过葡萄糖稳态中的酶双功能规避》。生物化学杂志289(19):13010-13025·doi:10.1074/jbc。M113.546515型
[17] Domijan M,Kirklionis M(2008),反应网络的图论和定性分析。Netw异构媒体3(2):295-322·Zbl 1141.92021号 ·doi:10.3934/nhm.2008.3.295
[18] Gunawardena J(2012)非线性生化系统中时间尺度分离的线性框架。公共科学图书馆One 7(5):1-26·doi:10.1371/journal.pone.0036321
[19] Gunawardena J(2014)时间尺度分离Michaelis和Menten的旧想法,仍在取得成果。联邦调查局J 281(2):473-488·doi:10.1111/febs.12532
[20] 基尔霍夫·G(1847)《尤伯·迪·奥弗尔·桑·德·格莱春根》(Ueber die Auflösung der Gleichungen,auf welche man bei der Untersuchung der linearen Vertheilung镀锌师斯特·盖夫·维德(Ströme geführt wird)。《物理与化学年鉴》148(12):497-508·doi:10.1002/和p.18471481202
[21] Lean AD,Stadel J,Lefkowitz R(1980)三元复合物模型解释了腺苷酸环化酶偶联的β-肾上腺素能受体的激动剂特异性结合特性。生物化学杂志255(15):7108-7117
[22] Lin S-X,Lapointe J(2013)理论与实验生物学合二为一。生物科学与工程杂志06(04):435-442·doi:10.4236/jbise.2013.64054
[23] Marashi S-A,Tefagh M(2014)代谢网络涌现特性的数学方法:部分耦合关系、超弧和通量比。《Theor生物学杂志》355:185-193·Zbl 1325.92039号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2014.04.011
[24] Mincheva M,Roussel MR(2007a)化学和生物化学网络分析的图论方法。常微分方程模型的多重稳定性和振动性。数学生物学杂志55(1):61-86·Zbl 1149.34031号 ·doi:10.1007/s00285-007-0099-1
[25] Mincheva M,Roussel MR(2007b)化学和生物化学网络分析的图论方法。二、。时滞网络中的振荡。数学生物学杂志55(1):87-104·Zbl 1149.34350号 ·文件编号:10.1007/s00285-007-0098-2
[26] Mincheva M(2011)生化反应网络中由成对子网络引起的振荡。公牛数学生物学73(10):2277-2304·Zbl 1334.92179号 ·doi:10.1007/s11538-010-9620-6
[27] Mirzaev I,Gunawardena J(2013)《一般图上的拉普拉斯动力学》。公牛数学生物学75(11):2118-2149·Zbl 1310.92023号 ·doi:10.1007/s11538-013-9884-8
[28] Monod J、Wyman J、Changeux J(1965)《变构跃迁的本质:一个似是而非的模型》。分子生物学杂志12:88-118·doi:10.1016/S0022-2836(65)80285-6
[29] Olofson CS,Göpel SO,Barg S,Galvanovskis J,Ma X,Salehi A,Rorsman P,Eliasson L(2002)快速胰岛素分泌反映了小鼠胰腺B细胞中对接颗粒的胞吐。普吕格斯档案:《欧洲生理学杂志》444(1-2):43-51·doi:10.1007/s00424-002-0781-5
[30] Rorsman P,Renström E(2003)胰腺β细胞中的胰岛素颗粒动力学。糖尿病46(8):1029-1045·doi:10.1007/s00125-003-1153-1
[31] Thomson M,Gunawardena J(2009a)多站点平移后修正系统的有理参数化定理。《Theor生物学杂志》261(4):626-636·Zbl 1403.92085号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2009.09.003
[32] Thomson M,Gunawardena J(2009b)多位点磷酸化系统中的无限多稳定性。自然460(7252):274-277·doi:10.1038/nature08102
[33] Tutte WT(2008)将等边三角形分割为等边三角形。数学程序Camb Philos Soc 44(04):463·Zbl 0030.40903号 ·文件编号:10.1017/S030500410002449X
[34] Uno T(1996)《算法与计算》,计算机科学讲义第1178卷。施普林格、柏林、海德堡
[35] Voets T,Neher E,Moser T(1999)小鼠肾上腺片嗜铬细胞阶段性和持续分泌的机制。神经元23(3):607-615·doi:10.1016/S0896-6273(00)80812-0
[36] Wollheim CB,Sharp GW(1981)钙对胰岛素释放的调节。《生理学评论》61(4):914-973
[37] Xu Y,Gunawardena J(2012)《翻译后修饰的现实酶学:零级超敏性的重新审视》。《Theor生物学杂志》311:139-152·Zbl 1337.92095号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2012.07.012
[38] Zhou G,Deng M(1984)将周导出酶动力学方程的图形规则扩展到涉及平行反应路径的系统。生物化学杂志39(1):95-99
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。