Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng metabolic flux analysis at flux balance analysis ay ang metabolic flux analysis ay isang imaging fluxomics technique para sa pagsusuri ng produksyon at pagkonsumo ng mga metabolite sa isang biological system, habang ang flux balance analysis ay isang mathematical fluxomics technique para sa pagsusuri ang daloy ng mga metabolite sa pamamagitan ng isang metabolic network.
Ang Fluxomics ay tumutukoy sa iba't ibang diskarte na ginagamit upang matukoy ang mga rate ng metabolic reaction sa loob ng isang biological system. Ang kahalagahan ng fluxomics ay ang metabolic fluxes ay karaniwang tumutukoy sa mga cellular phenotypes. Ang metabolic flux ay ang metabolite conversion sa isang metabolic network. Mayroong dalawang mahalagang fluxomics o flux analysis na teknolohiya. Ang mga ito ay metabolic flux analysis at flux balance analysis.
Ano ang Metabolic Flux Analysis?
Ang
Metabolic flux analysis (MFA) ay isang imaging fluxomics technique na sinusuri ang production at consumption rate ng mga metabolites sa isang biological system. Ang pamamaraan na ito ay nagbibigay-daan para sa dami ng mga metabolite sa isang antas ng intracellular. Samakatuwid, ang pamamaraan na ito ay nagpapaliwanag ng sentral na metabolismo ng cell. Sa metabolic flux analysis, ang 13C fluxomics based method ay karaniwang ginagamit para sa flux analysis. Sa 13C fluxomics, ang metabolic precursors ay pinayaman ng 13C bago ipakilala sa biological system. Sa ibang pagkakataon, gamit ang mga diskarte sa imaging gaya ng mass spectrometry at nuclear magnetic resonance spectroscopy, ang antas ng pagsasama ng 13C sa mga metabolite ay sinusukat.
Figure 01: Metabolic Flux Analysis
Bilang karagdagan, ang mga metabolic flux ay maaaring masukat gamit ang stoichiometry. Sa metabolic flux analysis, tinutukoy ng mga stoichiometric models at mass spectrometry ang paglilipat ng mga moieties na naglalaman ng isotopic tracers mula sa isang metabolite papunta sa isa pa sa isang metabolic network. Kaya, ang pamamaraan na ito ay maaaring makakuha ng impormasyon tungkol sa buong metabolic network at cellular phenotype. Higit pa rito, ang metabolic flux analysis ay may maraming mga aplikasyon. Ang pamamaraan na ito ay maaaring matukoy ang mga limitasyon sa kakayahan ng isang biological system sa paggawa ng isang biochemical agent tulad ng ethanol. Bukod pa riyan, mahuhulaan ng diskarteng ito ang tugon sa mga pagdaragdag ng gene o knockout.
Ano ang Flux Balance Analysis?
Ang Flux balance analysis (FBA) ay isang mathematical fluxomics technique na sinusuri ang daloy ng mga metabolite sa pamamagitan ng metabolic network. Ginagawa ito sa pamamagitan ng dalawang hakbang na proseso. Sa unang hakbang, ang mga metabolic na reaksyon ay kinakatawan sa matematika sa anyo ng isang numerical matrix na naglalaman ng mga stoichiometric coefficient ng bawat reaksyon. Ang mga stoichiometric coefficient na ito ay nagpapataw ng mga hadlang sa modelo ng system. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga hadlang tulad nito, ang mga posibleng hanay ng mga solusyon sa system ay nababawasan. Sa pangalawang hakbang, kasunod ng mga pagdaragdag ng mga hadlang, ang modelo ng system ay na-optimize. Kinakalkula ng pagsusuri ng balanse ng flux ang daloy ng mga metabolite sa isang metabolic network sa pamamagitan ng paggamit ng mekanismo sa itaas. Kaya naman, posibleng hulaan ang rate ng paglago ng isang organismo o ang rate ng produksyon ng isang biotechnologically important metabolite sa pamamagitan ng FBA.
Figure 02: Pagsusuri ng Flux Balance
Ang mga mapagkukunan para sa pagsusuri ng balanse ng flux ay kinabibilangan ng BIGG database, COBRA toolbox, at FASIMU (FBA simulation software metabolomics). Ang pagsusuri sa balanse ng flux ay may iba't ibang gamit sa mga pag-aaral sa pisyolohikal, pagsisikap sa pagpuno ng gap, at genome-scale synthetic biology. Higit pa rito, magagamit din ang FBA upang mahulaan ang yield ng mahahalagang cofactor gaya ng ATP, NADH, o NADPH.
Mga Pagkakatulad sa Pagitan ng Metabolic Flux Analysis at Flux Balance Analysis
- Ang metabolic flux analysis at flux balance analysis ay mga teknolohiya ng flux analysis.
- Ang parehong mga diskarte ay nasa larangan ng system biology
- Maaaring matukoy ng mga diskarteng ito ang metabolic flux sa isang biological system.
- Ang mga diskarteng ito ay may malawak na aplikasyon.
- Ang parehong mga diskarte ay maaaring matukoy ang cell phenotype.
Pagkakaiba sa pagitan ng Metabolic Flux Analysis at Flux Balance Analysis
Ang Metabolic flux analysis ay isang imaging fluxomics technique na ginagamit upang suriin ang produksyon at pagkonsumo ng mga metabolite sa isang biological system, habang ang flux balance analysis ay isang mathematical fluxomics technique na sinusuri ang daloy ng mga metabolite sa pamamagitan ng metabolic network. Kaya, ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng metabolic flux analysis at flux balance analysis. Higit pa rito, ang metabolic flux analysis ay gumagamit ng mass spectrometry o nuclear magnetic resonance para matukoy ang metabolic fluxes, habang ang flux balance analysis ay gumagamit ng mathematical (numerical) matrix para matukoy ang metabolic fluxes.
Inililista ng sumusunod na infographic ang mga pagkakaiba sa pagitan ng metabolic flux analysis at flux balance analysis sa tabular form para sa magkatabi na paghahambing.
Buod – Metabolic Flux Analysis vs Flux Balance Analysis
Flux analysis (fluxomics) na mga teknolohiya ay ginagamit upang matukoy ang mga rate ng metabolic reaction sa loob ng isang biological system. Mayroong dalawang pangunahing teknolohiya ng pagsusuri ng flux. Ang mga ito ay metabolic flux analysis at flux balance analysis. Ang metabolic flux analysis ay isang imaging fluxomics technique para sa pagsusuri ng produksyon at pagkonsumo ng mga metabolite sa isang biological system, habang ang flux balance analysis ay isang mathematical fluxomics technique para sa pagsusuri sa daloy ng mga metabolites sa pamamagitan ng metabolic network. Kaya, ibinubuod nito ang pagkakaiba sa pagitan ng metabolic flux analysis at flux balance analysis.
