複素微分方程式の代わりの単純な電子回路による実験的分子速度論の高速モデリング【JST・京大機械翻訳】

Deng, Y.; Beahm, D. R.; Ran, X.; Riley, T. G.; Sarpeshkar, R.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202212401255925 整理番号：22P0351703

複素微分方程式の代わりの単純な電子回路による実験的分子速度論の高速モデリング【JST・京大機械翻訳】

Rapid modeling of experimental molecular kinetics with simple electronic circuits instead of with complex differential equations

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発行年： 2022年05月12日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年05月12日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

動力学的モデリングは,相互作用反応における分子動力学を記述するための,多くの数学的方程式の使用に依存する。関連する抽象変数とパラメータを有する微分方程式の長いリストは,必然的にモデルの理解を容易に理解する。しかし,生化学反応の速度論を記述する数学的方程式は,電圧が分子濃度を表し,電流が分子フラックスを表す簡単な電子回路における電圧と電流の動力学に正確にマッピングできる。例えば,Michaelis-Menten動力学に対する正確な回路モデルを理論的に導き,実験的に検証した。次に,そのような回路モデルを,より任意の複雑な反応を表現するために,回路モチーフ間の簡単な配線によりスケーリングできることを示した。したがって,数学的方程式を必要とせずに,迅速,定量的に正確で直感的な方法で,反応ネットワークを等価回路図に直接写像できる。これらの回路モデルが定量的に正確であることを検証した。用例は,i)競合,非競合,および混合酵素阻害の異なる機構を含み,薬物動態の理解に重要である;ii)生化学で共通する製品-フィードバック阻害;iii)多くの代謝経路で重要な可逆的反応;およびiv)無細胞系における翻訳および転写動力学,そしてそれはすべての遺伝子-蛋白質ネットワークの機能への洞察をもたらす。回路モデリングとシミュレーションは,生物学における動力学の定量的研究に対する強力な科学的通信言語とツールになると想定する。【JST・京大機械翻訳】

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分子化合物 , 反応速度論・触媒一般

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