Aproximaciones computacionales, dinamicas y topologicas al estudio del metabolismo

Resumen

El trabajo se centra en el estudio del metabolismo siguiendo dos aproximaciones diferentes, la primera (ascendente) integra información cinética de las diferentes encimas en modelos cinéticos de rutas metabólicas concretas, como la ruta de las poliaminas, catabolismo de arginina, ciclo de los metilos y de los folatos, modelos que son secuencialmente integrados en un modelo mayor. Gracias a esta aproximación se ha puesto de manifiesto la posibilidad de encontrar nuevas propiedades emergentes en sistemas multicomponentes a medida que se adicionan nuevos componentes. Por otro lado se verifica la posibilidad de modelado incremental mediante la adición secuencial de modelos individuales. En la segunda aproximación (descendente) se analiza el metabolismo completo de diferentes organismos. En esta ocasión, el metabolismo es abstraído como un grafo bipartito en el que se contemplan reacciones y metabolitos implicados en éstas. En esta segunda aproximación se hace referencia a la problemática de analizar los grafos bipartitos naturales empleando abstracciones y se plantean alternativas para analizar la red del metabolismo como una red bipartita. Se caracterizan así las diferentes naturalezas de reacciones y reactantes en las redes bipartitas, sus diferentes distribuciones de conectividad, fuerza y clustering entre otros y el efecto diferencial que sobre cada una de ellas ejerce el proceso de proyección. Por otro lado se confirma la naturaleza mundo pequeño del metabolismo mediante el análisis de esta propiedad en las redes metabólicas bipartitas de 11 organismos diferentes. Para poder desarrollar todo este trabajo se ha desarrollado en paralelo un sistema de recuperación y cribado de la información basado en mediación semántica mediante ontologías. Con este sistema de mediación semántica se ha integrado información estructural de proteínas, generando una herramienta capaz de encontrar o modelar la estructura tridimensional de las proteínas del metabolismo de las poliaminas para cualquier organismo consultado. En segundo tugarse ha generado una herramienta que facilita el modelado de rutas metabólicas como modelos cinéticos, SBMM, herramienta que recopila información de las bases de datos metabólicas más relevantes y las integra en un entorno amigable y de fácil empleo con el que ir generando y optimizando los diferentes modelos de los diferentes organismos.