Numerical framework to model temporally resolved multi-stage dynamic systems.
Numerical framework to model temporally resolved multi-stage dynamic systems.
复制标题
用于模拟时间解析多级动态系统的数值框架。
DOI：
10.1016/j.cmpb.2012.04.010
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发表时间：
2012
影响因子：
6.1
通讯作者：
Jasuja,R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zakharov,MN;Bhasin,S;Szafran,AT;Mancini,MA;Jasuja,R
类固醇激素信号的数值模拟提出了一个令人兴奋的挑战，涉及多个事件的时空协调。细胞质中的配体结合触发随后调节细胞核中的DNA结合和转录活性的共调节因子的解离和/或缔合。为了开发一个全面的多阶段模型，不仅要遵循转录结果，还要遵循中间蛋白质复合物。因此，我们开发了一个软件工具包，用于模拟复杂的生化途径作为一组非线性微分方程在LabVIEW（实验室虚拟仪器和工程实验室，国家仪器，奥斯汀，德克萨斯州）环境。该工具包是可视化的，高度模块化的，与LabVIEW的其余部分松散耦合，可伸缩和可扩展。该工具包可用于开发和验证生化模型，并从现有的实验数据估计模型参数。我们说明了类固醇激素在细胞中的反应模拟的工具包的应用，并演示了如何可以用于其他生物和化学系统的工具包。这里介绍的软件模块可以单独使用，也可以内置到数据收集和分析应用程序中。
Numerical modeling of steroid hormone signaling presents an exciting challenge involving spatiotemporal coordination of multiple events. Ligand binding in cytoplasm triggers dissociation and/or association of coregulators which subsequently regulate DNA binding and transcriptional activity in nucleus. In order to develop a comprehensive multi-stage model, it is imperative to follow not only the transcriptional outcomes but also the intermediate protein complexes. Accordingly, we developed a software toolkit for simulating complex biochemical pathways as a set of non-linear differential equations in LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation and Engineering Workbench, National Instruments, Austin, TX) environment. The toolkit is visual, highly modular, loosely coupled with the rest of LabVIEW, scalable and extensible. The toolkit can be used to develop and validate biochemical models and estimate model parameters from existing experimental data. We illustrate the application of the toolkit for simulation of steroid hormone response in cells, and demonstrate how the toolkit can be employed for other biological and chemical systems as well. The software module presented here can be used stand-alone as well as built into data collection and analysis applications.
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