WebC - Intro Systems Modelling

Question 1

Simpele reactiekinetiek A + B -> P differentiaalvergelijkingen

Answer 1

dA/dt = -k [A][B]

Question 2

Enzymkinetiek reactie differentiaalvergelijkingen
E + S <-> ES -> E + P

Answer 2

dS/dt = -k1[S][E] + k-1 [ES]
dE/dt = -k1[S][E] + k-1[ES] + k2[ES]
dES/dt = k1[S][E] - k-1[ES] - k2[ES]

Question 3

Wat kun je doen met het model van differentiaalvergelijkingen?

Answer 3

-Voorspellen hoeveel product wordt gemaakt
-Scenario’s
>Wat geberut er als de affiniteit van het enzym verandert?
> Hoeveel moet ik k1 veranderen om nog maar 10% van P te maken?
-Hypothese testen: bij welke situaties Michaelis-Menten?

Question 4

Wanneer er van Michaelis-Menten kinetiek wordt uitgegaan, dan …

Answer 4

Geldt de directe reactie S -> P en wordt dE/dt uitgedrukt in aanmaaksnelheid - degradatiesnelheid
> dS/dt = -dP/dt
> dP/dt = Vmax *([S]/[S]+Km)
> Km is [S] op 1/2 Vmax
> Vmax = kcat * [E]tot
> kcat is k2
> Km = (k-1+kcat)/k1

Question 5

Massabalans van een systeem

Answer 5

In de differentiaalvergelijkingen: wat ergens weggaat komt er ergens anders weer bij

Question 6

Insuline-receptor binding en fosfatase en sequestering model: wat doe je ermee?

Answer 6

• Voorspellen
• Scenario’s doorrekenen
• Waar kun je het beste ingrijpen om bv hoeveelheid glut4 in membraan te stimuleren
• Inbouwen in groter (whole body) model

Question 7

Insuline model pijnpunten

Answer 7

• Hoe kom je aan de parameters (reactiesnelheden) in het model?
• Zitten alle belangrijke processen in het model?
• Hoe ga je om met zaken die niet in het model zitten maar er wel invloed op hebben
• Model is altijd simplificatie van werkelijkheid > aannames

Question 8

MAPK basic building block

Answer 8

X <=> XP <=> XPP
X + E <=> XE
XE -> XP + E
XP -> X
XP + E <=> XPE
XPE -> XPP + E
XPP -> XP

Question 9

Wat al gaat E in het MAPK model ineens sterk omhoog

Answer 9

Eerst stijging XE dan XP en XPE en XPP

Question 10

Wat gebeurt er als E ineens sterk daalt vanaf hoog in MAPK systeem

Answer 10

Alle concentraties gaan terug naar het basisniveau > stijging X

Question 11

Wat gebeurt er met MAPK systeem als E van laag een beetje stijgt

Answer 11

Lichte stijging XE (en dan lichte daling), XP, XPE en XPP , daling X

Question 12

De MAPK cascade werkt als een …

Answer 12

Versterker van een signaal

Question 13

De MAPK cascade zorgt voor … ruis als de input met ruis naarmate de cascade voortgaat

Answer 13

minder

Question 14

Functie cascade in natuur

Answer 14

Versterken signaal en minder ruis voor robuuste respons op signaal

Question 15

Hoe noemen we het verspreidingsmodel voor infectieziekten?

Answer 15

SIR model

Question 16

Verklaar SIR model

Answer 16

S > suscepible individuen
I > infected
R > removen van geïnfecteerden door immuniteit

Question 17

SIR model differentiaalstelsel

Answer 17

dS/dt = kb (geboorte) - kI (S+I>I+I) [S][I] + ks [R] (R>S)
dI/dt = kI[S][I] - kR[I] (I>R) -kD[I] (dood)
dR/dt = kR[I] - ks[R]

Question 18

Steady state

Answer 18

Evenwicht
Differentiaalvergelijking = 0
> berekenen I door substitutie differentiaalreacties en dan R en dan S
-kR[I] = ks[R] bij ss
-kI[S][I] = kb + ks[R]
-0= kb + kR[I] - kR[I] - kD[I]
-[I] = kb/kD
> bekende k constanten

Question 19

Lagere k snelheidsconstanten betekent dat …

Answer 19

de steady state later wordt bereikt (evenredig)
> 2x hogere k1 en k-1 > steady state 2x sneller

Question 20

Vaccinatie vooraf gevolgen

Answer 20

Een deel van de S0 waarde gaat naar de R0 waarde
I0 waarde blijft gelijk

Question 21

Invloed quarantaine op dI/dt

Answer 21

dI/dt = kI[S][I] -kR[I] - kD[I] - kQ[I]

Question 22

Uitbreidingen SIR model

Answer 22

-Vaccinatie en quarantaine
-Asymptomatische personen
-Sterfgevallen in S en R
-Rekening houden met persoonlijke karakteristieken > gezondheid, aantal contacten