人類(lèi)紅細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)的建模與模擬.pdf

1、在后基因組時(shí)代，生物信息學(xué)方法對(duì)解開(kāi)生物系統(tǒng)內(nèi)在的復(fù)雜機(jī)制有重要作用。傳統(tǒng)的分子生物學(xué)方法，雖然研究單個(gè)的基因或蛋白質(zhì)的作用頗有建樹(shù)，但不能滿(mǎn)足理解有相互復(fù)雜作用的整個(gè)生物系統(tǒng)(如一個(gè)細(xì)胞，一個(gè)器官)的需要。隨著高通量技術(shù)的進(jìn)步，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累下來(lái)，使得“系統(tǒng)生物學(xué)”的發(fā)展成為可能。系統(tǒng)生物學(xué)是從系統(tǒng)的層次上研究生物系統(tǒng)。在這個(gè)領(lǐng)域，對(duì)生化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模和模擬是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前的研究大致可分為兩類(lèi)：基于圖論的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析和基于

2、微分方程的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)分析。 在這篇論文中，我們主要對(duì)人類(lèi)紅細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了兩方面的研究。其一是應(yīng)用Petri Net理論和工具對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。與前人工作比較，我們首次將紅細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)的全部三條通路建立在一個(gè)模型里，并且成功建立了模塊化的網(wǎng)絡(luò)模型。其二是應(yīng)用E-Cell模擬平臺(tái)對(duì)紅細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。我們定量分析了該網(wǎng)絡(luò)對(duì)酶缺失的響應(yīng)。對(duì)模擬結(jié)果的數(shù)學(xué)分析顯示了動(dòng)力學(xué)有利而熱力學(xué)不利的現(xiàn)象發(fā)生，而且發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞對(duì)酶