糖酵解在压力下的报警机制

发布时间：2017-10-27 10:32

  本文关键词：糖酵解在压力下的报警机制

  更多相关文章： 报警机制 控制理论 敏感性 敏感函数 加权敏感度函数

【摘要】：某些生物体在一定压力下会产生振荡包括衰减振荡,如细胞缺葡萄糖引起ATP浓度振荡,细胞缺氧引起线粒体膜电位振荡,DNA损伤引起p53浓度振荡。这些都是细胞承受压力时的反应,而这些振荡的产生都是为了传递某种信号。但生物体是如何设计报警机制使得更好的产生振荡信号?本文以心肌缺血糖酵解反应为例,建立数学模型并利用反馈控制理论中敏感性来研究上述问题。以下是本文的研究成果及主要贡献:(1)以前糖酵解的研究都强调从稳态到振荡的分叉变化,但实验结果观察到的都是衰减振荡并不是真正的振荡。本文将这种情况视为从一个稳态到另一个稳态跳跃过程中的敏感反应。(2)通过控制理论分析得到模型加权敏感度函数WS(s)、权重函数W(s)、敏感函数S(s)、开环传递函数G(s)H(s)相关解析表达式。(3)根据敏感函数和加权敏感度函数解析式,在F6P-FBP模型中参数影响敏感函数和加权敏感度函数的峰值,分别取c,b,n,Vs,Kd的不同值,且先固定其中四个参数值,发现随着参数值的改变,敏感函数和加权敏感度函数的峰值有一定的变化趋势,并且参数的敏感性越强敏感函数和加权敏感度函数的峰值越大。(4)在F6P-FBP模型中敏感的参数区域与加权敏感度函数峰值有联系,分别取c,b,n,Kd的不同值,发现敏感的参数区域对应的加权敏感度函数峰值类似。因此,可以直接通过加权敏感度函数峰值横截的方法找到敏感的参数区域。根据这样的方法探究不同参数的敏感区域,发现参数值与敏感的参数区域有一定的变化关系。由此可以选择合适的参数值使得系统在外界压力下产生更好的振荡信号。总结上述研究结果我们发现在生物学上有着与之对应的关系,如随着hill常数、反馈控制系数、转录速率、降解速率的改变,生物体的敏感性和敏感的参数区域都具有一定的变化趋势。可见,生物学确实符合上述理论分析来设计报警机制。
【关键词】：报警机制 控制理论 敏感性 敏感函数 加权敏感度函数
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q591.4;O231
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 第一章 引言10-22
• 1.1 压力下敏感反应的背景及生理意义10-11
• 1.2 控制系统建立数学模型常用概念11-14
• 1.3 糖酵解模型的研究现状14-21
• 1.4 本论文的内容安排21-22
• 第二章 建立糖酵解的反馈控制理论模型22-32
• 2.1 模型建立22-25
• 2.1.1 两个状态的糖酵解模型22-24
• 2.1.2 控制理论模型24-25
• 2.2 糖酵解模型中不同参数的敏感性25-27
• 2.3 糖酵解模型的一些理论结果27-32
• 2.3.1 加权敏感度函数28-29
• 2.3.2 权重函数29-30
• 2.3.3 敏感函数30
• 2.3.4 开环传递函数30-32
• 第三章 参数对敏感函数峰值的影响32-49
• 3.1 奈奎斯特(Nyquist)稳定性判据32-36
• 3.1.1 奈奎斯特判据基本原理及判据说明32-33
• 3.1.2 糖酵解控制理论数学模型稳定性的判定33-34
• 3.1.3 奈奎斯特图与敏感函数峰值的联系34-36
• 3.2 理论上推导敏感函数峰值公式36-37
• 3.3 数值模拟参数对敏感函数峰值的影响37-43
• 3.4 数值模拟参数对加权敏感度函数峰值的影响43-49
• 第四章 压力下糖酵解报警器的设计原则49-62
• 4.1 敏感的参数区域49-55
• 4.1.1 敏感的含义49-50
• 4.1.2 敏感的参数区域含义50-51
• 4.1.3 敏感的参数区域与加权敏感度函数峰值的联系51-54
• 4.1.4 两种不同方法下敏感的参数区域的对比54-55
• 4.2 各敏感的参数区域说明55-60
• 4.2.1 敏感的反应速率c区域说明55-56
• 4.2.2 敏感的控制系数b区域说明56-58
• 4.2.3 敏感的Hill常数n区域说明58-59
• 4.2.4 敏感的消耗率Kd区域说明59-60
• 4.3 总结60-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 总结62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68

【相似文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 许丽娟;糖酵解在压力下的报警机制[D];苏州大学;2016年

，

本文编号：1103128