Metabolik akı analizi ile akı dengesi analizi arasındaki temel fark, metabolik akı analizinin biyolojik bir sistemdeki metabolitlerin üretim ve tüketim oranlarını analiz etmeye yönelik bir görüntüleme fluksomik tekniği iken akı dengesi analizinin analiz için matematiksel bir fluksomik teknik olmasıdır Metabolitlerin metabolik bir ağ üzerinden akışı.
Fluxomics, biyolojik bir sistem içindeki metabolik reaksiyonların oranlarını belirlemek için kullanılan çeşitli yaklaşımları ifade eder. Fluksomiklerin önemi, metabolik akışların genellikle hücresel fenotipleri belirlemesidir. Metabolik akış, bir metabolik ağdaki metabolit dönüşümüdür. İki önemli fluksomik veya akı analiz teknolojisi vardır. Bunlar metabolik akı analizi ve akı dengesi analizidir.
Metabolik Akı Analizi Nedir?
Metabolik akış analizi (MFA), biyolojik bir sistemdeki metabolitlerin üretim ve tüketim oranlarını analiz eden bir görüntüleme fluksomik tekniğidir. Bu teknik, hücre içi düzeyde metabolitlerin nicelleştirilmesine izin verir. Bu nedenle, bu teknik hücrenin merkezi metabolizmasını aydınlatır. Metabolik akı analizinde, akı analizi için yaygın olarak 13C fluksomik tabanlı yöntem kullanılır. 13C fluksomiklerinde, metabolik öncüler biyolojik sisteme girmeden önce 13C ile zenginleştirilir. Daha sonra, kütle spektrometrisi ve nükleer manyetik rezonans spektroskopisi gibi görüntüleme teknikleri kullanılarak, 13C'nin metabolitlere katılma seviyesi ölçülür.
Şekil 01: Metabolik Akı Analizi
Ayrıca, metabolik akışlar stokiyometri ile ölçülebilir. Metabolik akış analizinde, stokiyometrik modeller ve kütle spektrometrisi yöntemleri, izotopik izleyiciler içeren kısımların bir metabolik ağda bir metabolitten diğerine transferini belirler. Böylece, bu teknik, tüm metabolik ağ ve hücresel fenotip hakkında bilgi türetebilir. Ayrıca, metabolik akı analizinin birçok uygulaması vardır. Bu teknik, bir biyolojik sistemin etanol gibi bir biyokimyasal ajan üretme kabiliyeti üzerindeki sınırları belirleyebilir. Buna ek olarak, bu teknik gen eklemelerine veya nakavtlara verilen yanıtı tahmin edebilir.
Akı Dengesi Analizi Nedir?
Akı dengesi analizi (FBA), metabolik bir ağ üzerinden metabolitlerin akışını analiz eden matematiksel bir fluksomik tekniktir. İki aşamalı bir işlemle yapılır. İlk adımda, metabolik reaksiyonlar, her reaksiyonun stokiyometrik katsayılarını içeren sayısal bir matris şeklinde matematiksel olarak temsil edilir. Bu stokiyometrik katsayılar, sistem modeline kısıtlamalar getirir. Bunun gibi kısıtlamalar sağlayarak, sisteme olası çözüm kümeleri az altılır. İkinci adımda, kısıtların eklenmesinden sonra sistem modeli optimize edilir. Akı dengesi analizi, yukarıdaki mekanizmayı kullanarak bir metabolik ağdaki metabolitlerin akışını hesaplar. Dolayısıyla, bir organizmanın büyüme hızını veya biyoteknolojik olarak önemli bir metabolitin üretim hızını FBA yoluyla tahmin etmek mümkündür.
Şekil 02: Akı Dengesi Analizi
Akı dengesi analizi kaynakları, BIGG veritabanını, COBRA araç kutusunu ve FASIMU'yu (FBA simülasyon yazılımı metabolomikleri) içerir. Akı dengesi analizi, fizyolojik çalışmalarda, boşluk doldurma çabalarında ve genom ölçeğinde sentetik biyolojide çeşitli kullanımlara sahiptir. Ayrıca FBA, ATP, NADH veya NADPH gibi önemli kofaktörlerin verimini tahmin etmek için de kullanılabilir.
Metabolik Akı Analizi ve Akı Dengesi Analizi Arasındaki Benzerlikler
- Metabolik akış analizi ve akış dengesi analizi, akış analizi teknolojileridir.
- Her iki teknik de sistem biyolojisi alanına girer
- Bu teknikler biyolojik bir sistemdeki metabolik akışı belirleyebilir.
- Bu tekniklerin geniş uygulamaları vardır.
- Her iki teknik de hücre fenotipini belirleyebilir.
Metabolik Akı Analizi ile Akı Dengesi Analizi Arasındaki Fark
Metabolik akış analizi, biyolojik bir sistemdeki metabolitlerin üretim ve tüketim oranlarını analiz etmek için kullanılan bir görüntüleme fluksomik tekniğidir, akış dengesi analizi ise metabolik bir ağ üzerinden metabolitlerin akışını analiz eden matematiksel bir fluksomik tekniktir. Bu, metabolik akı analizi ile akı dengesi analizi arasındaki temel farktır. Ayrıca, metabolik akı analizi, metabolik akıları belirlemek için kütle spektrometrisi veya nükleer manyetik rezonans kullanırken, akı dengesi analizi, metabolik akıları belirlemek için matematiksel (sayısal) bir matris kullanır.
Aşağıdaki infografik, metabolik akı analizi ile akı dengesi analizi arasındaki farkları yan yana karşılaştırma için tablo biçiminde listeler.
Özet – Metabolik Akı Analizi ve Akı Dengesi Analizi
Akı analizi (fluksomik) teknolojileri, biyolojik bir sistem içindeki metabolik reaksiyon oranlarını belirlemek için kullanılır. İki ana akı analiz teknolojisi vardır. Bunlar metabolik akı analizi ve akı dengesi analizidir. Metabolik akış analizi, biyolojik bir sistemdeki metabolitlerin üretim ve tüketim oranlarını analiz etmeye yönelik bir görüntüleme fluksomik tekniğidir, akış dengesi analizi ise metabolik bir ağ yoluyla metabolitlerin akışını analiz etmeye yönelik matematiksel bir fluksomik tekniktir. Böylece, bu, metabolik akı analizi ile akı dengesi analizi arasındaki farkı özetler.
