Analýza reakčních sítí s omezujícími podmínkami - nástroj pro experimentální validaci modelů biochemických a fotobiologických reaktorů
Cíle projektu
Navrhovaný výzkum je zaměřen na dynamiku biochemických reakcí in vitro a in vivo zkoumaných z pohledu oscilací a jiných emergentních jevů, které vznikají prostřednictvím interakce podsystémů. Prvním typem zkoumaných systémů jsou oscilační biochemické reakce v míchaném reaktoru s cílem použít experimentálně zjištěné oscilace k identifikaci kinetických parametrů reakční sítě sloužící jako model systému. Navazujícím systémem jsou propojené biochemické reaktory, v nichž je emergentní jev (Turingova struktura) využit ke konstrukci logických funkcí na biochemickém základě. Hierarchicky nejsložitějším systémem jsou pak fotosyntetizující sinice ve fotobioreaktoru. Experimenálně pozorované metabolické/ultradiánní/cirkadiánní rytmy budou popsány modelem biochemické reakční sítě a původ oscilací bude zkoumán prostředky teorie stability reakčních sítí a bifurkační analýzou. Hlavními cíli jsou sestavení modelu ve formě reakční sítě, formulace metodiky a její aplikace na identifikaci kinetických parametrů při nichž model reprodukuje oscilace/rytmy v uvedených systémech.
Klíčová slova
reaction networks theoryenzyme/biochemical and biological processesoscillatory dynamicscircadian and metabolic rhythmsparameter estimationconvex optimizationexperimental validation of models
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Hlavní účastníci
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze / Fakulta chemicko-inženýrská
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
18-24397S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Constrained analysis of reaction networks - a tool for experimental validation of models of biochemical and photobiological reactors
Anotace anglicky
Proposed research is focused on dynamics of biochemical reactions in vitro and in vivo examined from the viewpoint of oscillations and other emergent phenomena occurring through interaction of subsystems. The first system is oscillatory biochemical reactions in a stirred reactor with the aim of using experimentally found oscillations to identify kinetic parameters of the model reaction network. The second type is coupled enzyme reactors where the emergent phenomenon (Turing structure) is used in constructing logic functions on biochemical basis. Hierarchically most complex is the system of photosynthesizing cyanobacteria in a photobioreactor. Experimentally observed metabolic/ultradian/circadian rhythms will be described as biochemical reaction networks and origin of oscillations will be examined using stability theory of reaction networks and bifurcation analysis. The main goals are to construct reaction network models, formulation of methodology and its applications for identification of kinetic parameters at which the model reproduces the observed oscillations/rhythms.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
20401 - Chemical engineering (plants, products)
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)CI - Průmyslová chemie a chemické inženýrství
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2018
Ukončení řešení
31. 12. 2021
Poslední stav řešení
—
Poslední uvolnění podpory
24. 4. 2020
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP21-GA0-GA-R/10:1
Datum dodání záznamu
22. 2. 2021
Finance
Celkové uznané náklady
8 101 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
7 240 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
771 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
90 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
8 101 tis. Kč
Statní podpora
7 240 tis. Kč
89%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Chemical engineering (plants, products)
Doba řešení
01. 01. 2018 - 31. 12. 2021