Konstruksi model matematika aktivasi gerbang glukosa transporter 4

ABSTRAK

Penelitian ini membahas konstruksi model matematika untuk mekanisme aktivasi gerbang Glukosa Transporter 4 (GLUT4) yang melibatkan interaksi dari beberapa gen yang dijelaskan pada pathway sinyal insulin dari KEGG pathway database. Gen-gen yang dimaksud meliputi: INS, INSR, IRS1, PI3K, PIP3, PDK1, dan AKT. Metode yang digunakan dalam penelitian ini dibagi menjadi dua tahap yaitu analisis pathway untuk mekanisme aktivasi GLUT4 dan formulasi model matematika dalam bentuk sistem persamaan diferensial biasa bergantung waktu. Analisis pathway dilakukan sebagai acuan dalam mendeskripsikan interaksi dalam bentuk persamaan reaksi kinetik. Setelah persamaan reaksi kinetik disusun, selanjutnya diformulasikan ke dalam model matematika dengan variabel bebas berupa waktu. Model matematika untuk mekanisme aktivasi GLUT4 dari pathway sinyal insulin berbentuk sistem persamaan diferensial biasa orde 1 non-linear bergantung waktu yang melibatkan variabel tak bebas, [INS], [INSR], [pINSR], [IRS1], [pIRS1], [PI3K], [pPI3K], [PIP2], [PIP3], [PDK1], [pPDK1], [AKT], dan [pAKT].

ABSTRACT

This study discusses the construction of mathematical models for the Glucose Transporter 4 (GLUT4) gate activation mechanism which involves the interaction of several genes described in the insulin signaling pathway from the KEGG pathway database. The genes in question include: INS, INSR, IRS1, PI3K, PIP3, PDK1, and AKT. The method used for this research is divided into two stages, namely pathway analysis for the mechanism of GLUT4 activation and the second is the formulation of mathematical models as a system of ordinary differential equations wich is depend on time. Pathway analysis is performed as a reference in describing interactions in the form of kinetic reaction schemes. After the interaction scheme is created, it is then formulated into a mathematical model with the independent variable being time. The mathematical models for the mechanism of GLUT4 activation from insulin signaling pathway in the form of time-dependent first order non-linear ordinary differential equations system involving independent variables, [INS], [INSR], [pINSR], [IRS1], [pIRS1], [PI3K], [pPI3K], [PIP2], [PIP3], [PDK1], [pPDK1], [AKT], and [pAKT].

مستخلص البحث

تناقش هذا البحث بناء نموذج رياضي لآلية تنشيط بوابة ناقل الجلوكوز ٤ (GLUT4) والتي تتضمن تفاعل العديد من الجينات الموصوفة على مسار إشارة الأنسولين لقاعدة بيانات مسار KEGG. تشمل الجينات المعنية:.
.AKT ,PDK1 , PIP3 ,PI3K ,IRS1 ,INSR ,INS
تنقسم الطريقة المستخدمة في هذه الدراسة إلى مرحلتين , وهما تحليل المسار لآلية تنشيط GLUT4 وصياغة النماذج الرياضية كنظام ل معادلة تفاضلية عادية يعتمد على الوقت. يتم إجراء تحليل المسار كمرجع في وصف التفاعلات في شكل معادلات التفاعل الحركي. بعد تجميع معادلة التفاعل الحركي , يتم صياغتها في نموذج رياضي مع متغير حر في شكل وقت. النموذج الرياضي لآلية تنشيط GLUT4 لمسار إشارة الأنسولين في شكل نظام معادلة تفاضلية عادية تعتمد على الوقت ، تتضمن متغيرات غير خطية
[INS], [INSR], [pINSR], [IRS1], [pIRS1], [PI3K], [pPI3K], [PIP2], [PIP3], [PDK1], [pPDK1], [AKT],[pAKT].