聖塔非研究所

化學轉化基序 - 將路徑建模為整數超流

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 下午12:02

摘要 我們將化學反應網路建模為以基於規則的方式產生的有向超圖,使用圖語法作為給定反應機制集的模型。圖作為分子的抽象化。這提供了足以確保質量、原子類型和電荷守恆的化學真實性水平。例如,原子圖是在模型中一致定義的。這裡所追求的生成方法超越了需要先驗指定的必然靜態網路模型,並且特別允許應用於網路設計問題。化學路徑由整數超流表示。與更傳統的通量平衡分析或基本模態分析方法相比,我們堅持使…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #57
  • 日期:2026-03-18

摘要

我們將化學反應網路建模為以基於規則的方式產生的有向超圖,使用圖語法作為給定反應機制集的模型。圖作為分子的抽象化。這提供了足以確保質量、原子類型和電荷守恆的化學真實性水平。例如,原子圖是在模型中一致定義的。這裡所追求的生成方法超越了需要先驗指定的必然靜態網路模型,並且特別允許應用於網路設計問題。化學路徑由整數超流表示。與更傳統的通量平衡分析或基本模態分析方法相比,我們堅持使用整數值流。儘管這種選擇使得有必要解決可能的硬整數線性程序,但它傳達了可以直接製定和計算更詳細的機械問題的優點。詳細討論了我們的工作與代謝網絡分析傳統方法之間的異同。使用三個主題來示範數學框架對現實生活問題的適用性。我們首先探索可能的非氧化糖解途徑的設計空間,並表明最近的手動途徑可以進一步優化。然後,我們使用一個非常通用的糖化學模型來研究自催化甲醛反應及其相關反應中的流動。最後,我們轉向識別大型反應網絡中複雜的自催化循環的問題,其中我們演示瞭如何將 TCS 循環和乙醛酸循環及其組合識別為自催化。