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一些糖果添加食品维生素b2Evan-amos提供提供提供提供提供黄色。提供提供Wikimedia Commons获得许可（CC BY-SA 3.0）。
代谢反应网络简介
系统优化过程和所微生物微生物，系统系统的的工程领域领域使用数学模型模型来来研究这个这个系统。。这些通常基于基于基于基于基于基于基于这样完美的。通常理想釜式反应器研究种种。。术语代谢反应网络描述了多耦合反应生物化学反应系统。
在comsol多物理学®软件的附加产品- -化学反应工程模块，反应中了对釜式建模的功能。基于基于作用定律定律定律的的化学动力动力学建模预定义外外外功能来的学表达式完成后后，具有具有定义定义动力动力学和和热力学热力学的的理想理想釜式反应反应的就就可以可以自动自动生成具有物质物质
在这中，我们使用使用使用反应工程和的功能来酵母糖酵解代谢模型模型模型模型，该该是活活细胞细胞的的理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解理解（参考文献1）。
酵母菌的内动力学建模
糖酵途径所有生物的中心中心中心。这单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖单糖将将，如（（（atp（）和和（（（（烟酰胺腺嘌呤烟酰胺腺嘌呤烟酰胺腺嘌呤烟酰胺腺嘌呤烟酰胺腺嘌呤。。。。。高能量分子分子为为细胞细胞内的的其他其他过程过程。。此外此外此外例如，合成细胞的单元，如结构。。。。
考虑这，很，很，糖酵糖酵与途径相互关联关联，形成代谢关联，形成形成一个个庞大反应反应网络。。。复杂的反应反应
，，在下，酵母的糖酵途径合物的发生发生波动。这些波动波动可以可以可以在酵母人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员了一细胞中糖酵途径的小模型该模型包括以下以下过程的的。。。
- 糖酵解途径
- 甘油的生产
- 发酵成乙醇
- 细胞间的交换
- 氰化物捕集乙醛
这个最了实验观察的本质。让我们看看模型模型是是什么样什么样的的
下面是代谢途径的基本反应，包括，如下，如下所。。。
厌氧途径反应方案。反应缩写用方框标出自自自自自自自自自自等等等（参考文献1）。
在所条件，呼吸呼吸的的的的，因此是存在存在存在存在反应反应方案方案中中被忽略忽略忽略了了了因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此因此忽略忽略J_0）运输到。和甘油的浓度固定固定的的，因为的的的的细胞细胞内和细胞细胞外大池之间达到达到达到平衡平衡平衡
- 细胞内外基乙醛的交换（j）
- 甘油形成（V_8）
- 氰化物引起乙醛细胞降解（V_9）
除了葡萄糖乙醇之外，细胞细胞被对其他是不可渗透的。
此外，衍生衍生变量模型如下。。。
自浓度的。自自自自自自自等等人（（（参考文献1）。
在九中，大多数大多数被假定假定的。基础基础反应反应方案中中所所所的的的的的的的的的V_3），在在方案显示。。
基于质量定律速率表达式被用来描述所有酶反应。。。Hk-pfk反应（V_1），考虑考虑调节。这着着反应被被A_3）所抑制细胞内腺嘌（A2）和atp（A_3），以及以及核苷酸nad+（N_1）和nadh（N_2），被被常数。
在细胞混合的假设，狼等（（（（参考文献1（）（dae（（参考文献1）。
在comsol多物理中，，反应工程接口上述系统的的合适工具只输入输入最后最后反应方案方案方案中中所所述的的反应反应反应反应反应反应反应反应反应反应并并并并并并并主要主要主要主要主要使用使用使用使用使用预定义预定义的的质量质量质量作用作用作用定律定律见即所得”的原则。
只需接口中输入方案反应反应，就就的快速定义定义模型。。
作为模型定义特殊速率表达式示例示例示例，hk-pfk反应反应反应反应反应反应反应：
（1）
（2）
这里，ATP对酶的（A_3）由F（A_3）描述。将下面看到如何在在在软件软件实现这个。。。
最后，对于，comsol多物理学模型，我们我们混合间的。乍一乍一乍一乍一cstr（cstr），。。，由于由于上述中的流出量流出量，因此因此流出量流出量流出量个个带有手动定义的J_0是合适的。
接下来，让我们模型的过程是在在在在软件软件完成。。
使用反应接口模拟代谢物学学
为了定义并瞬态代谢物浓度浓度，我们可以使用使用使用反应工程接口创建个模型模型模型
在模型向导中，我们我们为维度选择0d：
comsol多物理学模型，请请反应器间歇式间歇式间歇式反应器
在选择物理场步骤，选择，选择化学物质分支下的工程工程接口：
在选择步骤中反应工程接口。
在模型向导的最后步，为为类型选择瞬态：
选择瞬态研究。
完成这些后，我们我们使用使用反应工程接口下默认间歇式，定容反应器类型。对于J_0，下面将用“额外”来来来修改。
接下来，我们我们使用反应工程选项卡下的反应功能来模型考虑的个反应。在反应公式部分的公式字段中，我们所反应。例如例如例如
如果一用户的速率表达式，而表达式表达式表达式质量质量，我们定律，我们反应速率部分选择用户定义，然后输入。这里，参数。这里和变量都可以用来定义反应反应功能，comsol®软件自动参与定义反应创建创建物种节点。着代谢物平衡方程是生成。。。
例如，为了为了方程1，我们使用反应工程Re.c_s1和re.c_a3，分别分别分别S_1和A_3，K1是参数节点中的参数，f_a3是方程2在变量节点中定义变量。
使用栏工程选项卡的反应功能来模型模型的相关反应反应反应。。化学化学化学计量计量反应反应公式公式部分部分部分的的公式公式公式公式输入输入字段字段中中定义定义定义。。。。在在
接下来，使用额外源功能为代谢物方程S_1添加源术语J_0。j0是在参数节点中的参数。
引入在的部分中的源源源S_1。
为了建立氰化物（V_9）引起的外降解模型模型S_6^{ex}为0，因为因为通过特征个反应时时
通过反应，反应10的产物侧的系数系数S_6^{ex}
为0，用用定义V_9。假设质量定律动力动力表达式，这学表达式了一一个与与产物浓度浓度无关无关的的的速率速率速率速率速率
最后，通过通过反应工程接口的模型后，我们我们求解瞬态研究的。。。
ATP的的的的有波动的浓度浓度浓度（A_3）和nadh（N_2）。
上述了了了了了等人（参考文献1）论文论文图的结果它们都浓度也有相同。。。
总结性思考
在这中，我们我们了使用反应工程的的反应工程接口微分代数方程描述代谢途径代谢。。对对对的图形界面中中中的的预定义功能功能功能加速加速加速加速加速加速了了了了了这这这这这这这类类类类类类类类任务任务任务任务任务的的的的模型模型过程过程可以创建用户此外此外，还还通过这种对更更复杂的反应反应系统。。分析分析
下一步
单击下面尝试模拟文讨论：：
拓展阅读
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参考文献
- 狼等。生物。J.，卷。78，pp。1145–1153，2000，（（https://www.sciendirect.com/science/article/pii/s0006349500766720）。
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