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阿里·阿尔拉达维

生物相互作用网络鲁棒稳定性的图形表征。 （英语） Zbl 1522.92028号

数学。控制信号系统。 35，编号3，585-617（2023）.
摘要：以前的研究已经利用线性规划或迭代算法推断出反应网络的鲁棒稳定性。这样的算法对于大型网络来说变得乏味或计算上不可行。此外，它们像黑匣子一样运行，而没有为维护稳定性所必需的结构提供直观性。在这项工作中，我们为构造鲁棒稳定性证书、检查鲁棒非退化性、验证持久性和建立全局稳定性提供了几个图形标准。通过刻画一组包含酶修饰基序的保持稳定性的图修饰，我们表明可以通过简单的视觉检查来检查任意大非线性网络的稳定性。我们展示了该技术在系统生物学中普遍存在的基序中的应用，如翻译后修饰（PTM）循环、核糖体流动模型（RFM）、T细胞动力学校对等。本文的结果是为了纪念爱德华多·桑塔格（Eduardo D.Sontag）70岁生日，以及他在非线性动力系统和数学系统生物学方面的开创性工作。

MSC公司：

92立方厘米 系统生物学、网络
93D09型 鲁棒稳定性
93立方厘米 控制理论中的非线性系统

关键词：

非线性系统;鲁棒稳定性;反应网络;系统生物学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.A.Al-Radhawi}，数学。控制信号系统。35，第3号，585--617（2023；Zbl 1522.92028）
全文： 内政部 arXiv公司
OA许可证

参考文献：

[1] 莫罗哈西，M。；获奖者，AE；马里兰州Borisuk；Bolouri，H。；多伊尔，J。；Kitano，H.，《稳健性作为生化网络模型合理性的度量》，《Theor Biol杂志》，216，1，19-30（2002）
[2] Kitano，H.，《系统生物学：简要概述》，《科学》，2955601662-1664（2002）
[3] 亚利桑那州麦克莱恩；柯克，PD；Stumpf，MP，《细胞种群动力学控制干细胞生态位的稳健性》，Biol Open，4，11，1420-1426（2015）
[4] Langlois，普通合伙人；克雷格，M。；汉弗莱斯，AR；MC麦基；Mahaffy，JM；贝莱尔，J。；穆林，T。；辛克莱，SR；Wang，L.，人类血小板的正常和病理动力学，数学生物学杂志，75，6-7，1411-1462（2017）·Zbl 1380.37146号
[5] Bailey，JE，《没有参数的复杂生物学》，《国家生物技术》，19，6，503-504（2001）
[6] 喇叭，F。；Jackson，R.，《一般质量作用动力学》，《Arch Ration Mech Ana》，47，2，81-116（1972）
[7] Feinberg，M.，《化学反应网络结构与复杂等温反应器的稳定性——Ⅰ.亏零和亏一定理》，《化学工程科学》，42，10，2229-2268（1987）
[8] Sontag，ED，某些化学网络的结构和稳定性及其在T细胞受体信号转导动力学校对模型中的应用，IEEE Trans-Autom Control，46，7，1028-1047（2001）·Zbl 1049.92020号
[9] Angeli，D。；De Leenheir，P。；Sontag，E.，反应坐标下化学网络单调性的图论表征，《数学生物学杂志》，61，4，581-616（2010）·Zbl 1204.92038号
[10] Ali Al-Radhawi M，Angeli D（2013）复杂反应网络的分段线性速率Lyapunov函数。附：第52届IEEE控制和决策会议（CDC）会议记录，第4595-4600页
[11] Ali Al Radhawi，医学博士。；Angeli，D.，《化学反应网络稳定性的新方法：速率分段线性Lyapunov函数》，IEEE Trans Automatic Control，61，1，76-89（2016）·Zbl 1359.93440号
[12] Ali Al-Radhawi，M。；Angeli，D。；Sontag，ED，生化反应网络Lyapunov分析的计算框架，《公共科学图书馆·计算生物学》，16，2，1007681（2020）
[13] Ali Al-Radhawi M，Angeli D（2014）《复杂反应网络的鲁棒Lyapunov函数：不确定系统框架》。摘自：IEEE第53届决策与控制会议论文集，第3101-3106页
[14] 布兰奇尼，F。；Giordano，G.，生化网络结构稳定性的分段线性Lyapunov函数，Automatica，50，10，2482-2493（2014）·Zbl 1301.93125号
[15] 布兰奇尼，F。；Giordano，G.，《当雅可比函数是非奇异的时，多面体Lyapunov函数在结构上确保动态网络的全局渐近稳定性》，Automatica，86，183-191（2017）·Zbl 1375.93098号
[16] 布兰奇尼，F。；Giordano，G.，双重化学反应网络及其对基于Lyapunov的结构稳定性的影响，IEEE控制系统Lett，6，488-493（2021）
[17] Alon，U.，《系统生物学导论：生物电路的设计原则》（2006），伦敦：查普曼和霍尔/CRC，伦敦·Zbl 1141.92002号
[18] Angeli，D。；Sontag，ED，翻译-变单调系统，酶无效循环的全局收敛结果，非线性分析-真实世界应用，9，1，128-140（2008）·Zbl 1401.92086号
[19] 埃森，M。；Shiu，A.，过程性多位点磷酸化系统的全面全局收敛结果，Math Biosci，291，1-9（2017）·Zbl 1379.92013年9月
[20] Margaliot，M。；Tuller，T.，核糖体流动模型的稳定性分析，IEEE/ACM Trans-Comput Biol Bioinf，9，5，1545-1552（2012）
[21] Raveh，A。；Margaliot，M。；桑塔格，ED；Tuller，T.，细胞内核糖体竞争模型，J R Soc Interface，13，116，20151062（2016）
[22] Miller，J。；Al-Radhawi，马萨诸塞州；Sontag，ED，通过分裂池调节核糖体竞争，IEEE Control Syst Lett，5，5，1555-1560（2021）
[23] 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1526-1546·兹比尔1094.80005
[24] 巴纳吉，M。；Pantea，C.，化学反应网络中注入性和多稳态的一些结果，SIAM J Appl Dyn Syst，15，2，807-869（2016）·Zbl 1342.80011号
[25] de Freitas，MM；威夫，C。；Feliu，E.，《中间产物与一般收敛到平衡点》，《公牛数学生物学》，79，7，1662-1686（2017）·Zbl 1372.92036号
[26] Angeli，D。；De Leenher，P。；Sontag，ED，化学反应网络持久性研究的Petri网方法，Math Biosci，210，2，598-618（2007）·Zbl 1133.92322号
[27] 毛重，E。；哈灵顿，H。；北梅什卡特。；Shiu，A.，连接和分解反应网络，《数学生物学杂志》，80，6，1683-1731（2020）·Zbl 1439.13080号
[28] 巴纳吉，M。；Boros，B。；Hofbauer，J.，《将物种添加到化学反应网络：保持秩保持非简并行为》，应用数学计算，426（2022）·Zbl 1510.92280号
[29] 埃迪·P。；Tóth，J.，《化学反应的数学模型：确定性和随机模型的理论和应用》（1989），曼彻斯特：曼彻斯特大学出版社·Zbl 0696.92027号
[30] Angeli，D.，《化学反应网络动力学教程》，《欧洲控制杂志》，第15、3-4、398-406页（2009年）·Zbl 1298.92126号
[31] Gunawardena，J.，生物学模型：“对我们可悲思维的准确描述”，BMC Biol，12，1，29（2014）
[32] 加利福尼亚州佩特里；Reisig，W.，Petri net，学者媒体，3，4，6477（2008）
[33] 克拉丘，G。；Feinberg，M.，复杂化学反应网络中的多重平衡：II。物种反应图，SIAM J Appl Math，66，4，1321-1338（2006）·Zbl 1136.80306号
[34] Murata，T.，《Petri网：属性、分析和应用》，IEEE程序，77，4，541-580（1989）
[35] Yoshizawa，T.，李亚普诺夫第二种方法的稳定性理论（1966），东京：日本数学学会，东京·Zbl 0144.10802号
[36] Luenberger，DG，动力系统导论；理论、模型和应用（1979年），纽约：威利，纽约·兹比尔0458.93001
[37] 切拉博伊纳，V。；巴特，S。；哈达德，WM；Bernstein，DS，质量作用动力学建模与分析，IEEE控制系统杂志，29，4，60-78（2009）·兹比尔1395.93098
[38] Marinescu D，Beaven M，Stansifer R（1991）计算Petri网模型不变量的并行算法。摘自：第四届petri网和性能模型国际研讨会论文集，第136-137页
[39] Maeda，H。；科达马，S。；Ohta，Y.，非线性隔间系统的渐近行为：非振荡和稳定性，IEEE跨电路系统，25，6，372-378（1978）·Zbl 0382.93041号
[40] Jaquez，JA；西蒙，CP，室系统定性理论，SIAM Rev，35，1，43-79（1993）·Zbl 0776.92001号
[41] Gunawardena，J.，可通过稳态不变量区分多位点磷酸化的分布性和过程性，Biophys J，93，11，3828-3834（2007）
[42] Ali Al-Radhawi M（2015年12月）反应网络稳定性和控制的新方法。伦敦帝国理工学院博士论文、博士论文
[43] 巴纳吉，M。；P.唐纳。；Baigent，S.，《化学反应系统中的P矩阵性质、注入性和稳定性》，SIAM应用数学杂志，67，6，1523-1547（2007）·Zbl 1132.80004号
[44] 加德，TC，《食物链中一般相互作用的持久性》，《数学生物科学》，51，1，165-174（1980）·Zbl 0453.92017号
[45] Waltman P（1991）动力系统中持久性的简要概述。收录：Busenberg S，Martelli M（eds）《时滞微分方程和动力系统》，第31-40页。施普林格·Zbl 0756.34054号
[46] Angeli D，De Leenher P，Sontag E（2007）化学反应网络中持久性分析的petri网方法。摘自：Queinnec I、Tarbouriech S、Garcia G、Niculescu SI（编辑）《生物学和控制理论：当前挑战》，第181-216页。施普林格·兹比尔1133.92322
[47] Angeli，D。；De Leenher，P。；Sontag，ED，具有时间依赖动力学且无全局守恒定律的化学反应网络的持久性结果，SIAM J Appl Math，71，1，128-146（2011）·Zbl 1221.92046号
[48] Goldbeter，A。；Koshland，DE，生物系统共价修饰引起的放大敏感性，国家科学院学报，78，11，6840-6844（1981）
[49] McKeithan，TW，T细胞受体信号转导中的动力学校对，国家科学院学报，92，11，5042-5046（1995）
[50] 鲁维尼，S。；梅利森，I。；Kupiec，M。；鲁平，E。；Tuller，T.，用核糖体流动模型对翻译伸长进行基因组尺度分析，《公共科学图书馆-计算生物学》，7，9，1002127（2011）
[51] 喇叭，RA；Johnson，CR，矩阵分析（1985），剑桥：剑桥大学出版社，剑桥·Zbl 0576.15001号
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