Tofauti kuu kati ya uchanganuzi wa mtiririko wa kimetaboliki na uchanganuzi wa usawazishaji ni kwamba uchanganuzi wa mtiririko wa kimetaboliki ni mbinu ya taswira ya kuchanganua viwango vya uzalishaji na utumiaji wa metabolites katika mfumo wa kibayolojia, wakati uchambuzi wa usawa wa flux ni mbinu ya kihesabu ya kuchanganua. mtiririko wa metabolites kupitia mtandao wa kimetaboliki.
Fluxomics inarejelea mbinu mbalimbali zinazotumiwa kubainisha viwango vya athari za kimetaboliki ndani ya mfumo wa kibaolojia. Umuhimu wa fluxomics ni kwamba fluxes ya kimetaboliki kawaida huamua phenotypes za seli. Fluji ya kimetaboliki ni ubadilishaji wa metabolite katika mtandao wa kimetaboliki. Kuna teknolojia mbili muhimu za fluxomics au uchambuzi wa flux. Ni uchanganuzi wa mabadiliko ya kimetaboliki na uchanganuzi wa mizani ya mtiririko.
Uchambuzi wa Metabolic Flux ni nini?
Uchambuzi wa mtiririko wa kimetaboliki (MFA) ni mbinu ya upigaji picha ya fluxomics ambayo huchanganua viwango vya uzalishaji na matumizi ya metabolites katika mfumo wa kibiolojia. Mbinu hii inaruhusu quantification ya metabolites katika ngazi ya intracellular. Kwa hiyo, mbinu hii inafafanua kimetaboliki ya kati ya seli. Katika uchanganuzi wa mabadiliko ya kimetaboliki, mbinu ya 13C kulingana na fluxomics hutumiwa kwa kawaida kwa uchanganuzi wa mtiririko. Katika 13C fluxomics, vianzilishi vya kimetaboliki huboreshwa kwa 13C kabla ya kuanzishwa katika mfumo wa kibiolojia. Baadaye, kwa kutumia mbinu za kupiga picha kama vile spectrometry kubwa na spectroscopy ya sumaku ya nyuklia, kiwango cha ujumuishaji wa 13C katika metabolites hupimwa.
Kielelezo 01: Uchambuzi wa Metabolic Flux
Aidha, mabadiliko ya kimetaboliki yanaweza kupimwa kwa stoichiometry. Katika uchambuzi wa flux ya kimetaboliki, mifano ya stoichiometric na mbinu za spectrometry ya molekuli huamua uhamisho wa vipande vilivyo na vifuatiliaji vya isotopiki kutoka kwa metabolite moja hadi nyingine katika mtandao wa kimetaboliki. Kwa hivyo, mbinu hii inaweza kupata habari kuhusu mtandao mzima wa kimetaboliki na phenotype ya seli. Kwa kuongezea, uchambuzi wa mtiririko wa kimetaboliki una matumizi mengi. Mbinu hii inaweza kuamua mipaka ya uwezo wa mfumo wa kibayolojia katika kuzalisha wakala wa biokemikali kama vile ethanoli. Kando na hayo, mbinu hii inaweza kutabiri mwitikio wa nyongeza za jeni au kugonga.
Uchambuzi wa Mizani ya Flux ni nini?
Uchanganuzi wa mizani ya Flux (FBA) ni mbinu ya kihesabu inayochanganua mtiririko wa metabolites kupitia mtandao wa kimetaboliki. Inafanywa kupitia mchakato wa hatua mbili. Katika hatua ya kwanza, athari za kimetaboliki zinawakilishwa kihisabati kwa namna ya matrix ya nambari iliyo na mgawo wa stoichiometric wa kila mmenyuko. Coefficients hizi za stoichiometric huweka vikwazo kwenye muundo wa mfumo. Kwa kutoa vikwazo kama hivi, seti zinazowezekana za suluhisho kwa mfumo hupunguzwa. Katika hatua ya pili, kufuatia nyongeza za vikwazo, mtindo wa mfumo umeboreshwa. Uchambuzi wa usawa wa Flux huhesabu mtiririko wa metabolites katika mtandao wa kimetaboliki kwa kutumia utaratibu hapo juu. Kwa hivyo, inawezekana kutabiri kasi ya ukuaji wa kiumbe au kiwango cha uzalishaji wa metabolite muhimu kibioteknolojia kupitia FBA.
Kielelezo 02: Uchambuzi wa Salio la Flux
Nyenzo za uchanganuzi wa mizani ya mtiririko ni pamoja na hifadhidata ya BIGG, kisanduku cha zana cha COBRA na FASIMU (metabolomics ya programu ya uigaji wa FBA). Uchanganuzi wa mizani ya Flux una matumizi tofauti katika masomo ya kisaikolojia, juhudi za kujaza pengo, na baiolojia ya sanisi ya kiwango cha genome. Zaidi ya hayo, FBA pia inaweza kutumika kutabiri mavuno ya viambajengo muhimu kama vile ATP, NADH, au NADPH.
Kufanana Kati ya Uchambuzi wa Flux ya Kimetaboliki na Uchambuzi wa Mizani ya Flux
- Uchanganuzi wa mabadiliko ya kimetaboliki na uchanganuzi wa mizani ni teknolojia ya uchanganuzi wa mabadiliko.
- Mbinu zote mbili ziko ndani ya uwanja wa biolojia ya mfumo
- Mbinu hizi zinaweza kubainisha mtiririko wa kimetaboliki katika mfumo wa kibaolojia.
- Mbinu hizi zina matumizi mapana.
- Mbinu zote mbili zinaweza kubainisha phenotype ya seli.
Tofauti Kati ya Uchambuzi wa Flux ya Kimetaboliki na Uchambuzi wa Mizani ya Flux
Uchanganuzi wa flux ya kimetaboliki ni mbinu ya upigaji picha inayotumiwa kuchanganua viwango vya uzalishaji na utumiaji wa metabolites katika mfumo wa kibaolojia, ilhali uchanganuzi wa mizani ya mtiririko ni mbinu ya kihisabati ya fluxomics inayochanganua mtiririko wa metabolites kupitia mtandao wa kimetaboliki. Kwa hivyo, hii ndio tofauti kuu kati ya uchambuzi wa metabolic flux na uchambuzi wa usawa wa flux. Zaidi ya hayo, uchanganuzi wa mtiririko wa kimetaboliki hutumia spectrometry ya molekuli au mwako wa sumaku ya nyuklia ili kubaini mtiririko wa kimetaboliki, huku uchanganuzi wa mizani ya mtiririko hutumia matrix ya hisabati (ya nambari) ili kubaini mabadiliko ya kimetaboliki.
Infografia ifuatayo inaorodhesha tofauti kati ya uchanganuzi wa mabadiliko ya kimetaboliki na uchanganuzi wa mizani ya mtiririko katika muundo wa jedwali kwa ulinganisho wa ubavu.
Muhtasari – Uchambuzi wa Metabolic Flux vs Uchanganuzi wa Mizani ya Flux
Teknolojia za uchanganuzi wa Flux (fluxomics) hutumika kubainisha viwango vya athari za kimetaboliki ndani ya mfumo wa kibaolojia. Kuna teknolojia mbili kuu za uchambuzi wa flux. Wao ni uchambuzi wa metabolic flux na uchambuzi wa usawa wa flux. Uchambuzi wa flux ya kimetaboliki ni mbinu ya upigaji picha ya fluxomics ya kuchambua viwango vya uzalishaji na matumizi ya metabolites katika mfumo wa kibaolojia, wakati uchambuzi wa usawa wa flux ni mbinu ya hisabati ya kuchambua mtiririko wa metabolites kupitia mtandao wa kimetaboliki. Kwa hivyo, hii inatoa muhtasari wa tofauti kati ya uchanganuzi wa mtiririko wa kimetaboliki na uchanganuzi wa usawa wa flux.
