La diferència clau entre l'anàlisi de flux metabòlic i l'anàlisi de balanç de flux és que l'anàlisi de flux metabòlic és una tècnica de fluxòmica d'imatge per analitzar les taxes de producció i consum de metabòlits en un sistema biològic, mentre que l'anàlisi de balanç de flux és una tècnica de fluxòmica matemàtica per analitzar el flux de metabòlits a través d'una xarxa metabòlica.
Fluxomics fa referència a diversos enfocaments utilitzats per determinar les taxes de reaccions metabòliques dins d'un sistema biològic. La importància de la fluxòmica és que els fluxos metabòlics solen determinar els fenotips cel·lulars. El flux metabòlic és la conversió de metabòlits en una xarxa metabòlica. Hi ha dues tecnologies importants de fluxòmica o d'anàlisi de flux. Són anàlisis de flux metabòlic i anàlisi de balanç de flux.
Què és l'anàlisi del flux metabòlic?
L'anàlisi de flux metabòlic (MFA) és una tècnica de fluxòmica d'imatge que analitza les taxes de producció i consum de metabòlits en un sistema biològic. Aquesta tècnica permet quantificar els metabòlits a nivell intracel·lular. Per tant, aquesta tècnica dilucida el metabolisme central de la cèl·lula. En l'anàlisi de flux metabòlic, el mètode 13C basat en fluxòmica s'utilitza habitualment per a l'anàlisi de flux. A la fluxòmica 13C, els precursors metabòlics s'enriqueixen amb 13C abans de la seva introducció al sistema biològic. Més tard, utilitzant tècniques d'imatge com l'espectrometria de masses i l'espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear, es mesura el nivell d'incorporació de 13C als metabòlits.
Figura 01: anàlisi del flux metabòlic
A més, els fluxos metabòlics es poden mesurar amb estequiometria. En l'anàlisi del flux metabòlic, els models estequiomètrics i els mètodes d'espectrometria de masses determinen la transferència de fragments que contenen traçadors isotòpics d'un metabòlit a un altre en una xarxa metabòlica. Així, aquesta tècnica pot obtenir informació sobre tota la xarxa metabòlica i el fenotip cel·lular. A més, l'anàlisi del flux metabòlic té moltes aplicacions. Aquesta tècnica pot determinar els límits de la capacitat d'un sistema biològic per produir un agent bioquímic com l'etanol. A més d'això, aquesta tècnica pot predir la resposta a les addicions o eliminacions de gens.
Què és l'anàlisi de balanç de flux?
L'anàlisi de l'equilibri de flux (FBA) és una tècnica de fluxòmica matemàtica que analitza el flux de metabòlits a través d'una xarxa metabòlica. Es realitza mitjançant un procés de dos passos. En el primer pas, les reaccions metabòliques es representen matemàticament en forma d'una matriu numèrica que conté els coeficients estequiomètrics de cada reacció. Aquests coeficients estequiomètrics imposen restriccions al model del sistema. En proporcionar restriccions com aquesta, es redueixen els possibles conjunts de solucions del sistema. En el segon pas, seguint les addicions de restriccions, s'optimitza el model del sistema. L'anàlisi del balanç de flux calcula el flux de metabòlits en una xarxa metabòlica mitjançant el mecanisme anterior. Per tant, és possible predir la taxa de creixement d'un organisme o la taxa de producció d'un metabòlit biotecnològicament important mitjançant FBA.
Figura 02: anàlisi del balanç de flux
Els recursos per a l'anàlisi de l'equilibri de flux inclouen la base de dades BIGG, la caixa d'eines COBRA i FASIMU (metabolòmica del programari de simulació FBA). L'anàlisi de l'equilibri de flux té usos diversos en estudis fisiològics, esforços per omplir buits i biologia sintètica a escala del genoma. A més, FBA també es pot utilitzar per predir el rendiment de cofactors importants com ATP, NADH o NADPH.
Similituds entre l'anàlisi del flux metabòlic i l'anàlisi del balanç del flux
- L'anàlisi de flux metabòlic i l'anàlisi de balanç de flux són tecnologies d'anàlisi de flux.
- Ambdues tècniques entren dins del camp de la biologia de sistemes
- Aquestes tècniques poden determinar el flux metabòlic en un sistema biològic.
- Aquestes tècniques tenen aplicacions àmplies.
- Les dues tècniques poden determinar el fenotip cel·lular.
Diferència entre l'anàlisi del flux metabòlic i l'anàlisi del balanç del flux
L'anàlisi de flux metabòlic és una tècnica de fluxòmica d'imatge que s'utilitza per analitzar les taxes de producció i consum de metabòlits en un sistema biològic, mentre que l'anàlisi de l'equilibri de flux és una tècnica de fluxòmica matemàtica que analitza el flux de metabòlits a través d'una xarxa metabòlica. Per tant, aquesta és la diferència clau entre l'anàlisi de flux metabòlic i l'anàlisi de balanç de flux. A més, l'anàlisi de flux metabòlic utilitza espectrometria de masses o ressonància magnètica nuclear per determinar els fluxos metabòlics, mentre que l'anàlisi de balanç de flux utilitza una matriu matemàtica (numèrica) per determinar els fluxos metabòlics..
La següent infografia mostra les diferències entre l'anàlisi de flux metabòlic i l'anàlisi de l'equilibri de flux en forma de taula per comparar-les.
Resum: anàlisi del flux metabòlic versus anàlisi del balanç del flux
Les tecnologies d'anàlisi de flux (fluxomics) s'utilitzen per determinar les taxes de reaccions metabòliques dins d'un sistema biològic. Hi ha dues tecnologies principals d'anàlisi de flux. Són anàlisi de flux metabòlic i anàlisi de balanç de flux. L'anàlisi de flux metabòlic és una tècnica de fluxòmica d'imatge per analitzar les taxes de producció i consum de metabòlits en un sistema biològic, mentre que l'anàlisi de balanç de flux és una tècnica de fluxòmica matemàtica per analitzar el flux de metabòlits a través d'una xarxa metabòlica. Així, això resumeix la diferència entre l'anàlisi de flux metabòlic i l'anàlisi de balanç de flux.
