Conserved moieties представляет количества, которые сохраняются в системе, независимо от отдельных скоростей реакции.
Рассмотрите эту простую сеть:
reaction 1: A -> B reaction 2: B -> C reaction 3: C -> A
A + B + C сохраняется в течение динамической эволюции системы. Это сохранение называют структурным, потому что оно зависит только от структуры сети, а не на деталях, таких как кинетика включенных реакций. В контексте системной биологии такое сохраненное количество иногда упоминается как сохраненная половина. Типичным, реальным примером сохраненной половины является аденин в своих различных формах ATP, ADP, AMP, и т.д. Нахождение и анализ сохраненных половин могут привести к пониманию структуры и функции биологической сети. Кроме того, для количественного средства моделирования, сохраненные половины представляют зависимости, которые могут быть удалены, чтобы уменьшать размерность системы или количество динамических переменных. В предыдущей простой сети, в принципе, только необходимо вычислить курсы времени для A и B. После того, как это сделано, C фиксируется отношением сохранения.Функция sbioconsmoiety анализирует отношения сохранения в модели путем вычисления полного набора линейных отношений сохранения для разновидностей в объекте модели.
sbioconsmoiety позволяет вам задать один из трех алгоритмов на основе природы модели и необходимых результатов:
qr sbioconsmoiety использует алгоритм на основе факторизации QR. С числовой точки зрения это - самый эффективный и надежный подход.
'rreduce' — sbioconsmoiety использует алгоритм на основе сокращения строки, которое приводит к лучшим числам для меньших моделей. Это значение по умолчанию.
'semipos' — sbioconsmoiety возвращает отношения сохранения, в которых все коэффициенты больше, чем или равны нулю, разрешая более прозрачную интерпретацию с точки зрения физических количеств.
Для больших моделей QR - рекомендуется базирующийся метод. Для меньших моделей сокращение строки или полуположительный алгоритм могут быть предпочтительными. Для сокращения строки и факторизации QR, количество возвращенных отношений сохранения равняется степени вырождения ранга строки матрицы стехиометрии объекта модели. Полуположительный алгоритм может возвратить различное количество отношений. Математически говоря, этот алгоритм возвращает генерирующийся набор векторов для пробела полуположительных отношений сохранения.
В некоторых ситуациях можно интересоваться размерным сокращением модели через отношения сохранения. Отзовите простую модель, представленную во Введении в Сохранение Половины, которое содержало сохраненный цикл A + B + C. Учитывая A и B, C определяется отношением сохранения; система может считаться наличием только двух динамических переменных, а не три. Спецификация алгоритма 'link' угождает этой ситуации. В этом случае sbioconsmoiety делит разновидности в модели в независимые и зависимые наборы и вычисляет зависимость зависимых разновидностей на независимых разновидностях.
Считайте общую систему с n-by-m матрицей стехиометрии N ранга k и предположите, что строки N переставлены (который эквивалентен перестановке упорядоченного расположения разновидностей) так, чтобы первые строки k были линейно независимы. Последний n – строки k затем обязательно зависят от первых строк k.
Матричный N может быть разделен в следующие независимые и зависимые части,
где R в независимой субматрице NR обозначает 'уменьшаемый'; (n – k)-by-k ссылка матричный L0 задан так, чтобы ND = L0*NR. Другими словами, матрица ссылки дает зависимым строкам ND матрицы стехиометрии, с точки зрения независимых строк NR. Поскольку каждая строка в матрице стехиометрии соответствует разновидности в модели, каждая строка матрицы ссылки кодирует, как одна зависимая разновидность определяется k независимые разновидности.
Для примеров определения сохраненных половин см.: