Cómo escribir una matriz estequiométrica para una parte de la ruta de las pentosas fosfato

tal vez esto sea más bioingeniería que biología, pero no encontré ningún grupo así.

Entonces obtuve la siguiente foto:ingrese la descripción de la imagen aquí

Y me pidieron que hiciera lo siguiente para la red dentro del área roja.
1) Escriba la matriz estequiométrica para la red
2) Dibuje un mapa de ruta para la red
3) Dibuje mapas de conectividad de metabolitos primarios
4) Escriba las ecuaciones de balance de masa para metabolitos primarios

Sé que para el primero, las columnas son las reacciones que tienen lugar y las líneas son los "químicos". ¿Las marcas en las columnas deben ser las mismas que los números que están escritos en cada reacción? (como "3.1.1.31") Casi todas las reacciones pueden ir en ambas direcciones, ¿hay algo que diga qué químico debe obtener menos y cuál debe obtener más? Mi intento en la matriz fue:ingrese la descripción de la imagen aquí

En cuanto al mapa del camino, ¿no es básicamente la foto que se da?
Y finalmente, ¿cuál sería un "metabolito primario" en este caso?

¡Toda la ayuda y los consejos son muy apreciados!

Respuestas (1)

Esta no es una pregunta de tarea particularmente bien escrita. Trataré de dar algunas pistas basadas en cómo lo interpreto.

1) La matriz estequiométrica. Tienes exactamente la idea correcta. Escribiría las reacciones como nombres de enzimas o nombres de genes en lugar de los números EC (p. ej., G6PD o G6P deshidrogenasa en lugar de 1.1.1.49). Para las reacciones reversibles, no hay razón a priori para escribirlas en una dirección u otra, pero la convención sería hacer que el consumo de glucosa sea en la dirección positiva. No incluiría la "glucólisis" como una reacción separada. También consideraría incluir cofactores y subproductos en las moléculas afectadas por la reacción (por ejemplo, CO2, NADP+, NADPH, (quizás ADP, ATP, NAD+, NADH también si surgen)).

2) Sí, es básicamente lo que ya tienes. No es un diagrama particularmente bueno, por lo que podrías dibujarlo de una manera más clara.

3) No tengo idea de lo que esto significa, pero quizás el siguiente punto ayude.

4) El metabolito primario no es un término muy bien definido, pero creo que, en este contexto, diría que, por la forma en que plantean la pregunta, buscan una "reacción de vía total" que describa las entradas netas y salidas de la vía.

Algo como esto:

X 1 GRAMO 6 PAG + X 2 norte A D PAG + ⟹ X 3 GRAMO A PAG + X 4 F B PAG + X 5 C O 2 + X 6 norte A D PAG H
(G6P=Glucosa-6-fosfato, GAP=Gliceraldehído-3-fosfato, FBP=Fructosa-bis-fosfato)

Te dejaré que averigües qué son las X o si omití algo (ya que es una tarea después de todo).

¡Muchas gracias! Pero está bien, dado que H6PD tiene los mismos números de EC que las dos reacciones a continuación (1.1.1.49 y 3.1.1.31), ¿debería considerarse como una reacción separada o es suficiente tener solo las otras dos? Además, si la glucólisis no debe incluirse como una reacción separada, ¿cómo marco el carbono que entra y sale de la red?
Sí, algunas enzimas catalizarán más de una reacción. Tendrás el mismo problema con la transcetolasa. No hay nada de malo en ponerles el sufijo _A y _B o lo que sea. Tampoco quise decir que usar los números de CE fuera incorrecto; solo diría que si desea nombres legibles por humanos, es más probable que los biólogos / bioquímicos reconozcan los nombres de los genes. Pocas personas tienen toda la jerarquía de números EC en su cabeza.
Lo siento, no entendí bien tu primera pregunta. Cada reacción solo debe aparecer una vez, sin importar cómo la llames. El número EC (1.1.1.49) se refiere al tipo de reacción bioquímica que se está produciendo. El nombre del gen se refiere a la enzima que cataliza esa reacción. Se refieren a la misma reacción, solo que de diferentes maneras.
En cuanto al carbono que sale, ya tienes esto (por ejemplo, un -1 para G6P en la reacción G6PD (1.1.1.49). Al final del día, el punto de esta matriz es que si multiplicas tu matriz por un vector de cuánto flujo pasa a través de cada reacción, obtendrá un vector con una entrada para cada metabolito que le indica cuánto se produce o consume. Para que esto sea sensato, cada reacción debe tener un balance de masa (por lo que nada que produzca algo de la nada).
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