Multi-Enzyme Pathway Optimisation Through Star-Shaped Reachable
Sets

D 2017

Multi-Enzyme Pathway Optimisation Through Star-Shaped Reachable Sets

MAZURENKO, Stanislav, Jiří DAMBORSKÝ a Zbyněk PROKOP

Základní údaje

Originální název

Multi-Enzyme Pathway Optimisation Through Star-Shaped Reachable Sets

Autoři

MAZURENKO, Stanislav (643 Rusko, domácí), Jiří DAMBORSKÝ (203 Česká republika, garant, domácí) a Zbyněk PROKOP (203 Česká republika, domácí)

Vydání

Německo, 11th International Conference on Practical Applications of Computational Biology & Bioinformatics, od s. 9-17, 9 s. 2017

Nakladatel

Springer International Publishing

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Stať ve sborníku

Obor

10102 Applied mathematics

Stát vydavatele

Portugalsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Forma vydání

tištěná verze "print"

Odkazy

URL

Kód RIV

RIV/00216224:14310/17:00099434

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

ISBN

978-3-319-60816-7

ISSN

DOI

http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-60816-7_2

UT WoS

000465514300002

Klíčová slova anglicky

Enzyme kinetics; Optimal control; Synthetic biology; Metabolic networks; Non-linear dynamics

Štítky

NZ, rivok

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno

Změněno: 23. 4. 2020 14:57, Mgr. Marie Šípková, DiS.

Anotace

V originále

This article studies the time evolution of multi-enzyme pathways. The non-linearity of the problem coupled with the infinite dimensionality of the time-dependent input usually results in a rather laborious optimization. Here we discuss how the optimization of the input enzyme concentrations might be efficiently reduced to a calculation of reachable sets. Under some general conditions, the original system has star-shaped reachable sets that can be derived by solving a partial differential equation. This method allows a thorough study and optimization of quite sophisticated enzymatic pathways with non-linear dynamics and possible inhibition. Moreover, optimal control synthesis based on reachable sets can be implemented and was tested on several simulated examples.

Návaznosti

LM2011028, projekt VaV

Název: RECETOX ? Národní infrastruktura pro výzkum toxických látek v prostředí

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, RECETOX Národní infrastruktura pro výzkum toxických látek v prostředí

LO1214, projekt VaV

Název: Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí (Akronym: RECETOX)

Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí

Citovat

MAZURENKO, Stanislav, Jiří DAMBORSKÝ a Zbyněk PROKOP. Multi-Enzyme Pathway Optimisation Through Star-Shaped Reachable Sets. In Rocha M.,De Paz J.F.,Pinto T.,Fdez-Riverola. 11th International Conference on Practical Applications of Computational Biology & Bioinformatics. Německo: Springer International Publishing, 2017, s. 9-17. ISBN 978-3-319-60816-7. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-60816-7_2.

@inproceedings{1403832,
   author = {Mazurenko, Stanislav and Damborský, Jiří and Prokop, Zbyněk},
   address = {Německo},
   booktitle = {11th International Conference on Practical Applications of Computational Biology & Bioinformatics},
   doi = {http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-60816-7_2},
   editor = {Rocha M.,De Paz J.F.,Pinto T.,Fdez-Riverola},
   keywords = {Enzyme kinetics; Optimal control; Synthetic biology; Metabolic networks; Non-linear dynamics},
   howpublished = {tištěná verze "print"},
   language = {eng},
   location = {Německo},
   isbn = {978-3-319-60816-7},
   pages = {9-17},
   publisher = {Springer International Publishing},
   title = {Multi-Enzyme Pathway Optimisation Through Star-Shaped Reachable Sets},
   url = {https://loschmidt.chemi.muni.cz/peg/wp-content/uploads/2017/10/9783319608150-c2.pdf},
   year = {2017}
}

TY  - JOUR
ID  - 1403832
AU  - Mazurenko, Stanislav - Damborský, Jiří - Prokop, Zbyněk
PY  - 2017
TI  - Multi-Enzyme Pathway Optimisation Through Star-Shaped Reachable Sets
PB  - Springer International Publishing
CY  - Německo
SN  - 9783319608167
KW  - Enzyme kinetics
KW  - Optimal control
KW  - Synthetic biology
KW  - Metabolic networks
KW  - Non-linear dynamics
UR  - https://loschmidt.chemi.muni.cz/peg/wp-content/uploads/2017/10/9783319608150-c2.pdf
L2  - https://loschmidt.chemi.muni.cz/peg/wp-content/uploads/2017/10/9783319608150-c2.pdf
N2  - This article studies the time evolution of multi-enzyme pathways. The non-linearity of the problem coupled with the infinite dimensionality of the time-dependent input usually results in a rather laborious optimization. Here we discuss how the optimization of the input enzyme concentrations might be efficiently reduced to a calculation of reachable sets. Under some general conditions, the original system has star-shaped reachable sets that can be derived by solving a partial differential equation. This method allows a thorough study and optimization of quite sophisticated enzymatic pathways with non-linear dynamics and possible inhibition. Moreover, optimal control synthesis based on reachable sets can be implemented and was tested on several simulated examples.
ER  -

MAZURENKO, Stanislav, Jiří DAMBORSKÝ a Zbyněk PROKOP. Multi-Enzyme Pathway Optimisation Through Star-Shaped Reachable Sets. In Rocha M.,De Paz J.F.,Pinto T.,Fdez-Riverola. \textit{11th International Conference on Practical Applications of Computational Biology \&{} Bioinformatics}. Německo: Springer International Publishing, 2017, s.~9-17. ISBN~978-3-319-60816-7. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-60816-7\_{}2.

Podrobný výpis o publikaci