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Enregistrement W3127150584 · doi:10.3390/pr9020322

Modelling Cell Metabolism: A Review on Constraint-Based Steady-State and Kinetic Approaches

2021· review· en· W3127150584 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueProcesses · 2021
Typereview
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueMicrobial Metabolic Engineering and Bioproduction
Établissements canadiensPolytechnique Montréal
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésBioprocessBiochemical engineeringHeuristicsComputer scienceCell metabolismSystems biologyMetabolic networkCellular metabolismPopulationComputational biologyBiologyEngineeringCellMetabolism

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Studying cell metabolism serves a plethora of objectives such as the enhancement of bioprocess performance, and advancement in the understanding of cell biology, of drug target discovery, and in metabolic therapy. Remarkable successes in these fields emerged from heuristics approaches, for instance, with the introduction of effective strategies for genetic modifications, drug developments and optimization of bioprocess management. However, heuristics approaches have showed significant shortcomings, such as to describe regulation of metabolic pathways and to extrapolate experimental conditions. In the specific case of bioprocess management, such shortcomings limit their capacity to increase product quality, while maintaining desirable productivity and reproducibility levels. For instance, since heuristics approaches are not capable of prediction of the cellular functions under varying experimental conditions, they may lead to sub-optimal processes. Also, such approaches used for bioprocess control often fail in regulating a process under unexpected variations of external conditions. Therefore, methodologies inspired by the systematic mathematical formulation of cell metabolism have been used to address such drawbacks and achieve robust reproducible results. Mathematical modelling approaches are effective for both the characterization of the cell physiology, and the estimation of metabolic pathways utilization, thus allowing to characterize a cell population metabolic behavior. In this article, we present a review on methodology used and promising mathematical modelling approaches, focusing primarily to investigate metabolic events and regulation. Proceeding from a topological representation of the metabolic networks, we first present the metabolic modelling approaches that investigate cell metabolism at steady state, complying to the constraints imposed by mass conservation law and thermodynamics of reactions reversibility. Constraint-based models (CBMs) are reviewed highlighting the set of assumed optimality functions for reaction pathways. We explore models simulating cell growth dynamics, by expanding flux balance models developed at steady state. Then, discussing a change of metabolic modelling paradigm, we describe dynamic kinetic models that are based on the mathematical representation of the mechanistic description of nonlinear enzyme activities. In such approaches metabolic pathway regulations are considered explicitly as a function of the activity of other components of metabolic networks and possibly far from the metabolic steady state. We have also assessed the significance of metabolic model parameterization in kinetic models, summarizing a standard parameter estimation procedure frequently employed in kinetic metabolic modelling literature. Finally, some optimization practices used for the parameter estimation are reviewed.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: Synthèse
Score de désaccord entre enseignants0,976
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,052
Tête enseignante GPT0,266
Écart entre enseignants0,214 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle