Análise de Balanço de Fluxo

Análise de Balanço de Fluxos (Flux Balance Analysis – FBA)

Flux balance analysis http://en.wikipedia.org/wiki/Flux_balance_analysis Matriz estequiométrica

FBA é um método matemático usado para simular redes metabólicas e bioquímicas.

É menos intensivo em termos de dados de entrada requeridos para a construção do modelo, computacionalmente barato e pode calcular fluxos metabólicos para modelos grandes em estado estacionário em poucos segundos.

As redes reconstruídas contém todas as reações metabólicas conhecidas em um organismo e os genes que codificam cada enzima.

FBA calcula o fluxo dos metabólitos através da rede metabólica, desse modo, é possível predizer a taxa de crescimento de um organismo ou a taxa de produção de algum metabólito.

Passos:

1. Representar as reações metabólicas matematicamente, ou seja, criar a matriz com os coeficientes estequiométricos de cada reação;
2. Restringir os fluxos entre valores mínimos e máximos;
3. Definir um fenótipo do objetivo biológico a ser estudado, por exemplo, prever crescimento, o objeto é produção de biomassa, isto é, designa-se uma função objeto;

A representação matemática da reação metabólica e o objetivo são definidos como um sistema de equações lineares, que são solucionadas usando programação linear.

Os softwares usados nesse trabalho foram:
1. Matalab;
2. Cobra toolbox;
3. Algumas livrarias.

Do paper “Mathematical model of Chlorella minutíssima UTEX2341 growth and lipid production under photoheterotrophic fermentation conditions”

Crescimento da Alga

Pierre François Verhulst propôs o modelo de crescimento populacional, em 1838, denominado de Equação Logística:

dX/dt FAZER NO LATEX E COLAR

Integrando, temos:

X FAZER NO LATEX E COLAR

Produção de Lipídeos

Formação de produtos é descrita pela Equação Luedeking-Piret, que depende tanto da concentração de biomassa, quanto da taxa de crescimento:

dP FAZER NO LATEX E COLAR

Integrando, temos:

P