Decomposition of biochemical reaction systems according to flux control insusceptibility

Université de Bordeaux II, Département de Biochimie Médicale et de Biologie Moléculaire, 146, rue Léo Saignat, 33076 Bordeaux Cedex, France.

Abstract

The notion of flux control insusceptibility is introduced to characterize biochemical reaction networks in which some fluxes are not amenable to rate limitation by some reactions, irrespective of the special values of kinetic parameters. A method for detecting the structure of flux control insusceptibility applicable to systems of any stoichiometry is given. The results are illustrated by application to a reaction system being part of glucose metabolism, to interconvertible enzyme cascades, and to a hierarchic reaction scheme representing gene expression.

Résumé

La notion d’insensibilité au contrôle des flux est introduite pour caractériser un réseau de réactions biochimiques dans lequel quelques flux ne sont pas sensibles à une limitation de vitesse par quelques réactions, quelles que soient les valeurs de paramètres cinétiques. Nous présentons une méthode pour trouver la structure d’insensibilité au contrôle des flux qui s’applique à des systèmes de n’importe quelle stoichiométrie. Les résultats sont illustrés par l’application à un système faisant partie du métabolisme du glucose, à des cascades des enzymes interconvertibles et à un schéma des réactions hiérarchiques qui représente l’expression de gènes.