內容簡介
本書結合PLAS軟體,面向生化、遺傳研究人員與生物工程技術工作者,講解如何使用現代計算方法去分析複雜的生物化學系統。閱讀學習本書,無需高深的數學基礎。本書將數學背景與專業套用分開,在生化分析中直接引用數學結論,讀者若覺得有必要,再去翻閱相應的數學知識。本書從生物化學系統建模開始就引入軟體PLAS的操作,並將其貫穿計算機模擬、參數估算以及方法可靠性與靈敏度的分析。本書還詳細研究了四個文獻已有的實例,準確描述了生物化學系統數學建模的完整方法。
每章有練習並附部分答案和提示。本書還提供相關網址,可供查詢數據資源。PLAS軟體可以在網際網路上下載。
本書可以作為生化工程專業、醫藥專業本科生、研究生的教材和參考書,也可供相關專業研究所、生產企業的工程師和技術人員參考。
目錄
引言
簡化論
整合與重構
未來
第1章 生化系統的圖形表示法
1.1 圖
1.2 變數和參數
1.3 構建正確的圖所需的規則
1.3.1 列舉所有影響系統的組分或組分庫
1.3.2 列舉所有相互作用與調節
1.3.3 以圖的形式排列組分、庫、相互作用和調節
1.4 正確圖例
1.4.1 酵解作用
1.4.2 胰酶原的活化
1.5 不正確的箭頭流程圖
1.6 總結
練習
第2章 生物化學系統的模型
2.1 變化
2.2 S系統
2.2.1 參數
2.2.2 S系統模型的性質
2.3 備選模型
2.3.1 冪函式表示法
2.3.2 化學計量網路模型
2.3.3 網路作為語言
練習
題外話
微分方程的解是怎樣進行的?
為什麼建立S系統方程式的秘訣奏效?
對S系統描述的進一步說明
物流的相對變化
練習
第3章 從圖形到方程
3.1 例子
3.1.1 線性途徑的S系統表示法
3.1.2 帶有產物抑制的線性途徑
3.1.3 帶分支點的途徑
3.1.4 級聯繫統
3.1.5 雙分子反應
3.2 約束的一般推導
3.2.1 雙分子反應的約束
3.2.2 對分支點的約束
3.2.3 化學計量約束
3.2.4 守恆的質量
3.3 可逆途徑
3.4 封閉系統和開放系統
練習
第4章 計算機模擬
4.1 S系統方程的詳細說明
4.2 模擬與計算機輔助分析
4.3 動力學
4.3.1 瞬態回響
4.3.2一次性注射(Bolus)試驗
4.3.3持續變化
4.3.4系統特性的修飾
4.3.5相平面圖
4.3.6例子:帶反饋的分支途徑
4.3.7控制性比較
4.3.8例子:令人意外的簡單途徑
4.4穩態分析
4.4.1穩態濃度
4.4.2對數增益
4.4.3參數敏感度
4.4.4穩定性
練習
題外話
模型精煉
庫的壓縮
生產能力(產率)
隨時間變化的輸入
緩衝匣
其他模型的精確類似情況
蒙特卡羅模擬
練習
第5章 參數估算
第6章 分析穩態求值
第7章 敏感度分析
第8章 案例研究1釀酒酵母的厭氧發酵途徑
第9章 案例研究2盤基網柄菌屬中三羧酸循環模型的診斷與精煉
第10章 案例研究3描述嘌呤代謝的序列模型
第11章 案例研究4在灌注鼠肝中酵解?糖原分解初始步驟的代數分析
第12章 結語超越生物化學以外的正則建模
附錄部分答案和提示
參考文獻