使用KETCHUP使用时间序列数据对无细胞系统进行参数化.
Mengqi Hu1, Syed Bilal Jilani2, Daniel G Olson2
1Department of Chemical Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania, United States of America.
PLoS computational biology
|November 21, 2025
概括
动力学模型现在可以准确地预测代谢动态,使用单酶试验的时间过程数据. 这种在KETCHUP软件中实现的方法可以改进多酶系统的模拟,增强代谢工程和合成生物学应用.
科学领域:
- 生物化学工程 生物化学工程
- 系统生物学 系统生物学
- 代谢工程是代谢工程.
背景情况:
- 动力模型将酶水平,代谢物度和全调节与代谢流量联系起来.
- 当前的模型通常依赖于稳定状态数据,限制了对动态预测的信心.
- 模拟酶级联需要动态描述,因为稳定状态往往不适用.
研究的目的:
- 为了证明单酶试验的动力参数对于模拟多酶无细胞系统是准确的.
- 引入KETCHUP软件的扩展,用于使用时间过程数据进行动力模型参数化.
- 为了提高代谢系统中的动态模拟的准确性.
主要方法:
- 使用了单酶测定形式脱酶 (FDH) 和2,3-butanediol脱酶 (BDH) 的时间过程数据.
- 使用KETCHUP软件的两个扩展用于动力模型参数化.
- 实现了一个扩展,以协调数据集中的测量时延误错误,以改进参数化.
主要成果:
- 适用于单酶测定动态的动态参数对于模拟多酶无细胞系统仍然准确.
- 通过结合已识别的动力参数,实现了对二进制FDH-BDH系统的精确模拟.
- 通过KETCHUP扩展,可以在各种初始条件下使用时间过程数据进行可靠的参数化.
结论:
- 来自单酶时间过程数据的动态参数可以可靠地预测多酶系统的动态.
- 增强的KETCHUP软件提供了一个强大的工具,用于用时间序列数据进行动力模型参数化.
- 这种方法增强了用于代谢工程和合成生物学的运动模型的预测能力.


