Estimación de funciones objetivo de redes metabólicas basada en compartimentalización y análisis de balance de fluidos

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dc.contributor.advisorArguello Fuentes, Henry
dc.contributor.advisorTorres Sáez, Rodrigo Gonzalo
dc.contributor.authorVargas García, Cesar Augusto
dc.date.accessioned2024-03-03T19:31:41Z
dc.date.available2012
dc.date.available2024-03-03T19:31:41Z
dc.date.created2012
dc.date.issued2012
dc.description.abstractEl microorganismo Saccharomyces cerevisiae cuenta con gran n úmero de modelos biologicos conocidos como reconstrucciones, las cuales pueden ´ ser a escala genomica. Una de las t ´ ecnicas m ´ as usadas para estudiar estos modelos ´ es el Analisis de Balance de Flujos (FBA). El proposito del FBA es pre ´ decir el crecimiento del microorganismo bajo estudio, y la produccion y consumo de ´ componentes como el etanol, CO2, glicerol, sucinato, acetato y piruvato. Para determinar si las predicciones obtenidas mediante FBA son únicas se utiliza la tecnica de An ´ alisis de Variabilidad Flujos (FVA). El presente trabajo mu ´ estra los resultados de aplicar el FBA a la reconstruccion reciente del microorganismo S. ´ cerevisiae, la denominada iMM904 y los compara con un conjunto de datos experimentales presente en la literatura. Este trabajo tambien estudia la existencia de ´ m últiples predicciones FBA utilizando la tecnica FVA. Los resultados ilustran que ´ es posible predecir el crecimiento del microorganimo S. cerevisiae, con errores entre el 11 % y 28 %; la produccion de CO2, con errores entre el 0.3 % y 4.5 % y ´ la produccion de etanol, con errores entre el 11 % y 13 %. ´ Una de las tecnicas m ´ as utilizadas para la predicci ´ on de producci ´ on de biopro- ´ ductos de microorganismos es el Analisis de Balance de Flujos - FBA. El FBA ´ requiere de una funcion objetivo que represente el objetivo biol ´ ogico. Se propo- ´ ne un nuevo tipo de funciones objetivo basada en la combinacion de objetivos ´ de compartimentos físicos presentes en el microorganismo estudiado. La funcion objetivo propuesta mejora las predicciones de crecimien ´ to en un 10 % y las predicciones de produccion de etanol en un ´ 75 % respecto a las obtenidas por la funcion objetivo de maximizaci ´ on de biomasa, en condiciones anaer ´ obicas. ´ En condiciones aerobicas tipo batch la funci ´ on objetivo propuesta mejora en un ´ 98 % las predicciones de crecimiento y en un 70 % las predicciones de etanol con respecto a la funcion objetivo de biomasa.
dc.description.abstractenglishS. cerevisiae microorganism has a large number of biological models named reconstructions. These reconstructions can be genome scale. Mathematical models come from this reconstructions, these models are called Stoichiometric. One of the most used tools for analysis of these models is Flux Balance Analysis (FBA). The objective of FBA is to predict growth and consumption/production of components like glucose, ethanol, glycerol, succinate, acetate and pyruvate. To determine if the predictions made by FBA are unique there is a technique named Flux Variability Analysis (FVA). This work shows results of applying FBA using the reconstruction iMM904 of S. cerevisiae microorganism and compare them with experimental data from literature. The results of the present work show that is possible to predict growth with errors between 11 % and 28 % and production of CO2 with errors between 0.3 % and 4.5 %; and ethanol production with errors between 11 % and 13 %, using FBA and iMM904 model. Flux Balance Analysis - FBA - is one of the most used in microorganism bioproducts predictions. It requires and objective function that represents biological objective of the studied microorganism. This paper presents a new kind of objective functions based on individual physical compartment objetives in the studied microorganism. These kind of functions was tested with a stoichiometric model extracted from iMM904 reconstruction of S. cerevisiae and its performance is compared with the most used objective function in literature, growth maximization, in anaerobic and aerobic batch conditions. The presented objetctive function outperform growth predictions in 10 % and ethanol predictions in 75 % compared with obtained by maximization of growth objective function, in anaerobic conditions. In aerobic batch conditions the presented objective function outperform in 98 % growth preditions and 70 % ethanol predictions compared with growth maximization.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/26998
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería de Sistemas e Informática
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectAnálisis de Balance de Flujos
dc.subjectReconstrucción a Escala Genomica
dc.subjectIMM904
dc.subjectS. cerevisiae
dc.subjectFunción Objetivo basada en Compartimentos.
dc.subject.keywordFlux Balance Analysis
dc.subject.keywordGenome Scale Reconstructions
dc.subject.keywordIMM904
dc.subject.keywordS. cerevisiae
dc.subject.keywordCompartment based Objective Function
dc.titleEstimación de funciones objetivo de redes metabólicas basada en compartimentalización y análisis de balance de fluidos
dc.title.englishEstimation of objective functions based on microorganism compartments and flux balance analisis !
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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