人類紅細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)的建模與模擬.pdf

1、在后基因組時代，生物信息學(xué)方法對解開生物系統(tǒng)內(nèi)在的復(fù)雜機制有重要作用。傳統(tǒng)的分子生物學(xué)方法，雖然研究單個的基因或蛋白質(zhì)的作用頗有建樹，但不能滿足理解有相互復(fù)雜作用的整個生物系統(tǒng)(如一個細(xì)胞，一個器官)的需要。隨著高通量技術(shù)的進步，大量的實驗數(shù)據(jù)積累下來，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)。在這個領(lǐng)域，對生化網(wǎng)絡(luò)進行建模和模擬是其中的一個重要環(huán)節(jié)。目前的研究大致可分為兩類：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)動力學(xué)分析。 在這篇論文中，我們主要對人類紅細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)進行了兩方面的研究。其一是應(yīng)用Petri Net理論和工具對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行分析。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模擬平臺對紅細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)進行了研究。我們定量分析了該網(wǎng)絡(luò)對酶缺失的響應(yīng)。對模擬結(jié)果的數(shù)學(xué)分析顯示了動力學(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)胞對酶