Nyckelskillnaden mellan metabolisk flödesanalys och flödesbalansanalys är att metabolisk flödesanalys är en avbildningsfluxomikteknik för att analysera produktions- och konsumtionshastigheter av metaboliter i ett biologiskt system, medan flödesbalansanalys är en matematisk fluxomikteknik för att analysera flödet av metaboliter genom ett metaboliskt nätverk.
Fluxomics hänvisar till olika tillvägagångssätt som används för att bestämma hastigheten för metaboliska reaktioner inom ett biologiskt system. Betydelsen av fluxomics är att metabola flöden vanligtvis bestämmer cellulära fenotyper. Metaboliskt flöde är metabolitomvandlingen i ett metaboliskt nätverk. Det finns två viktiga fluxomics- eller flödesanalystekniker. De är metabolisk flödesanalys och flödesbalansanalys.
Vad är Metabolic Flux Analysis?
Metabolisk flödesanalys (MFA) är en avbildningsfluxomikteknik som analyserar produktionen och konsumtionen av metaboliter i ett biologiskt system. Denna teknik möjliggör kvantifiering av metaboliter på intracellulär nivå. Därför belyser denna teknik cellens centrala metabolism. I metabolisk flödesanalys används den 13C fluxomicsbaserade metoden vanligen för flödesanalys. I 13C fluxomics berikas de metaboliska prekursorerna med 13C innan de introduceras i det biologiska systemet. Senare, med hjälp av avbildningstekniker som masspektrometri och kärnmagnetisk resonansspektroskopi, mäts nivån av inkorporering av 13C i metaboliter.
Figur 01: Metabolic Flux Analysis
Dessutom kan metabola flöden mätas med stökiometri. I metabolisk flödesanalys bestämmer stökiometriska modeller och masspektrometrimetoder överföringen av delar som innehåller isotopiska spårämnen från en metabolit till en annan i ett metaboliskt nätverk. Således kan denna teknik härleda information om hela det metaboliska nätverket och cellulära fenotyp. Dessutom har metabolisk flödesanalys många tillämpningar. Denna teknik kan bestämma gränserna för förmågan hos ett biologiskt system att producera ett biokemiskt medel såsom etanol. Utöver det kan den här tekniken förutsäga svar på gentillägg eller knockouts.
Vad är flödesbalansanalys?
Fluxbalansanalys (FBA) är en matematisk fluxomikteknik som analyserar flödet av metaboliter genom ett metaboliskt nätverk. Det görs via en tvåstegsprocess. I det första steget representeras metaboliska reaktioner matematiskt i form av en numerisk matris som innehåller stökiometriska koefficienter för varje reaktion. Dessa stökiometriska koefficienter sätter begränsningar på systemmodellen. Genom att tillhandahålla begränsningar som detta reduceras de möjliga uppsättningarna av lösningar till systemet. I det andra steget, efter tillägg av begränsningar, optimeras systemmodellen. Fluxbalansanalys beräknar flödet av metaboliter i ett metaboliskt nätverk genom att använda ovanstående mekanism. Därför är det möjligt att förutsäga tillväxthastigheten för en organism eller produktionshastigheten för en bioteknologiskt viktig metabolit genom FBA.
Figur 02: Fluxbalansanalys
Resurserna för flödesbalansanalys inkluderar BIGG-databasen, COBRA-verktygslådan och FASIMU (FBA-simuleringsprogramvara metabolomics). Fluxbalansanalys har olika användningsområden i fysiologiska studier, luckfyllningsinsatser och genom-skala syntetisk biologi. Dessutom kan FBA också användas för att förutsäga utbytet av viktiga kofaktorer som ATP, NADH eller NADPH.
Likheter mellan Metabolic Flux Analysis och Flux Balance Analysis
- Metabolisk flödesanalys och flödesbalansanalys är flödesanalystekniker.
- Båda teknikerna faller inom området systembiologi
- Dessa tekniker kan bestämma metaboliskt flöde i ett biologiskt system.
- De här teknikerna har breda tillämpningar.
- Båda teknikerna kan bestämma cellfenotyp.
Skillnaden mellan Metabolic Flux Analysis och Flux Balance Analysis
Metabolisk flödesanalys är en avbildningsfluxomikteknik som används för att analysera produktions- och konsumtionshastigheter av metaboliter i ett biologiskt system, medan flödesbalansanalys är en matematisk fluxomikteknik som analyserar flödet av metaboliter genom ett metaboliskt nätverk. Så detta är nyckelskillnaden mellan metabolisk flödesanalys och flödesbalansanalys. Dessutom använder metabolisk flödesanalys masspektrometri eller kärnmagnetisk resonans för att bestämma metabola flöden, medan flödesbalansanalys använder en matematisk (numerisk) matris för att bestämma metaboliska flöden.
Följande infografik listar skillnaderna mellan metabolisk flödesanalys och flödesbalansanalys i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Metabolic Flux Analysis vs Flux Balance Analysis
Fluxanalystekniker (fluxomics) används för att bestämma hastigheten för metaboliska reaktioner i ett biologiskt system. Det finns två huvudsakliga flödesanalystekniker. De är metabolisk flödesanalys och flödesbalansanalys. Metabolisk flödesanalys är en avbildningsfluxomikteknik för att analysera produktions- och konsumtionshastigheter av metaboliter i ett biologiskt system, medan flödesbalansanalys är en matematisk fluxomikteknik för att analysera flödet av metaboliter genom ett metaboliskt nätverk. Detta sammanfattar alltså skillnaden mellan metabolisk flödesanalys och flödesbalansanalys.
