A rule-based model of insulin signaling Reach / BMC Systems Biology

the model of insulin signaling Reach

from three published models , we implemented the model of ISP as described in Fig. 1 järjestelmäbiologian graafisen notaation avulla .

malli koostuu monista insuliinin vaikutuksesta vastaavista olennaisista tekijöistä, sillä siihen sisältyvät seuraavassa lyhyesti kuvatut ISP: n kolme pääalareittiä.

PI3K-AKT-reitin

PI3K-Akt-reitin osalta viitataan lähinnä sedaghatin ym. . Mallia ovat käyttäneet useat tutkimusryhmät, ja se sisältää monia tunnetuimpia glukoosin kuljettajaproteiini GLUT4: n translokaatiota välittäviä merkinantokomponentteja. Näitä ovat insuliinireseptoreihin sitoutumisen ja kierrättämisen osajärjestelmät; reseptorin jälkeisen signaalin osajärjestelmä, joka sisältää sekä ser – että Tyr-fosforylaation insuliinireseptorin substraatissa1 (IRS1); kompleksin (IRS1_PI3K-kompleksi) muodostuminen fosforyloidun IRS1: n ja fosfatidyylinositidi-3-kinaasin (PI3K) välille; fosfatidyylinositoli-3,4,5-trisfosfaatit PI (3,4,5) P3, synteesi; proteiinikinaasi B: n (AKT) ja proteiinikinaasi C: n (PKC)-ζ fosforylaatio; GLUT4: n translokaatio plasman kalvoon. Mallissa otetaan huomioon myös proteiinityrosiinifosfataasin (PTP1B) ja lipidifosfataasien (SHIP2 ja PTEN) vaikutukset.

TSC1 / 2-mTOR-reitillä

TSC1/2-mTOR-reitillä viitataan useimmiten Sonntag et al-lehdessä äskettäin julkaistuun malliin. , jossa kuvataan mTOR-vaikutus vasteena insuliinille ja aminohapoille. Mallissa otetaan huomioon molemmat mTOR-kompleksit: mTORC1 ja mTORC2. mTORC1-aktivaatio on riippuvainen aminohappojen läsnäolosta ja sitä inhiboi Tuberoosiskleroosiproteiinien 1 ja 2 (TSC1/2) aktivaatio (eli Ser-fosforylaatio), joka puolestaan riippuu 5′ AMP-aktivoidun proteiinikinaasin (AMPK) aktivaatiosta. AMPK-aktivaatio riippuu IRS1-Tyr-fosforylaatiosta, kun taas TSC1 / 2-inhibitio (eli Tyr-fosforylaatio) riippuu AKT-fosforylaatiosta thr309: ssä. mTORC2, joka hiljattain tunnistettiin tuntemattomaksi fosforinositidista riippuvaiseksi proteiinikinaasi 2: ksi (PDK2), ts. AKT: n Ser474-fosforylaatiosta vastaava kinaasi osallistuu AKT: n kaksinkertaiseen fosforylaatioon yhdessä thr309-fosforylaation kanssa , jota operoi fosfoinositidista riippuvainen proteiinikinaasi 1 (PDK1). Sonntag ym. muodostaa hypoteesin PI3K-variantin läsnäolosta, jota aktivoitu insuliinireseptori säätelee suoraan ja vuorostaan aktivoi mTORC2: n. Otimme tämän hypoteesin mukaan malliimme.

Ras-MAPK-reitillä

RAS-MAPK-reitillä viitataan lähinnä Borisovin ym. malliin. , jossa kuvataan sekä EGF-että insuliinistimulaatioita. Malli sisältää kaikki Ras-MAPK-reitin tärkeimmät kemialliset mekanismit: Tyr fosforyloidun IRS1: n vuorovaikutus SHP2: n (SH2-domeenin sisältävä tyrosiiniproteiinikinaasi 2) ja GRB2-Sos-kompleksin (kasvutekijän reseptoriin sitoutuva 2 ja seitsenless-kompleksin poika) kanssa, jolloin muodostuu vastaavasti SHP2 – IRS1-ja GRB2/Sos-IRS1-kompleksit; RAS: n GTP-sitoutuminen; RAF: n proto-ONKOGEENISERIININ fosforylaatio/treoniiniproteiinikinaasi (C-RAF); insuliinireseptorin vuorovaikutus Ras Gtpaasiaktivoivan proteiinin (RASGAP) kanssa, joka puolestaan katalysoi Ras: n deaktivoitumisen käänteistä prosessia; proto-onkogeenityrosiiniproteiinikinaasi SRC: n aktivoituminen, joka aktivoi c-RAF: n täysin; kaksispesifinen mitogeeniaktivoitu kinaasi 1/2 (MEK1/2); solunulkoiset signaalisäädellyt kinaasit (ERK1/2).

PI3K-AKT: n, TSC1/2-mtorin ja RAS-MAPK: n reittien integrointi

PI3K-AKT: n, TSC1/2-mtorin ja Ras-MAPK: n reitit sisältävät useita päällekkäisiä osia, jotka alkuperäisissä papereissa oli usein mallinnettu eri tavoin hieman erilaisin oletuksin. Vertailimme eri mallien päällekkäisiä reaktioita ja toteutimme niistä ajantasaisimman version solukemian nykytietämyksen perusteella. Lisäksi kolmen mallin integrointi edellytti eri mittayksiköitä, joita käytettiin kuvaamaan tilamuuttujia. Immunoblottikokeiden avulla voidaan saada tärkeää tietoa signalointitapahtumien aikataulusta, mutta proteiinien ekspressiota koskevien määrällisten tietojen saaminen on usein ongelmallista siten, että ennustetut pitoisuusprofiilit ilmoitetaan joskus mikromolaarisina pitoisuuksina, kuten Borisov ym. , tai mielivaltaisissa yksiköissä (AU), kuten Sonntag et al. . Sen sijaan sedaghat et al. pitoisuus ilmaistiin joko mooliyksikköinä tai prosentteina kokonaispitoisuudesta (esim.GLUT4-sytosolin pitoisuuden katsottiin olevan lähtötilanteessa 96% solun GLUT4-kokonaispitoisuudesta).

RBM mahdollistaa mahdollisesti sekä determinististen että stokastisten simulaatioiden suorittamisen edellyttäen, että muuttujien suureet ilmaistaan molekyylien kopioina solua kohti. Vaikka emme tässä työssä käyttäneetkään stokastista simulaatiota, kohdistimme kaikki muuttujat samaan yksikköön, ts. molekyylien lukumäärä solua kohti kertomalla mooliyksiköt NA*V: llä (NA tarkoittaa Avogadron lukua ja v solun tilavuutta, jonka katsotaan olevan 3e-12 l). Kaikki yksityiskohtaiset tiedot yksikön muuntamisesta AU: sta ja prosenttipitoisuuksista annetaan materiaaleissa ja menetelmissä.

tuloksena oleva malli koostuu 42 reaktiosäännöstä ja 101 muuttujasta, jotka koodaavat 61 eri kemiallisen lajin välisiä vuorovaikutuksia. Reaktiot, parametriarvot ja alkuolosuhteet ilmoitetaan kaikki Lisätiedostossa 1.

RBM-ISP-mallin uutuudet

RBM: n käyttöönotto helpotti useiden ISP: n ominaisuuksien huomioon ottamista, kuten signaaliproteiinien fosforylaation useissa kohdissa ja monivaikutuksineen, molekyylien samanaikaisen vuorovaikutuksen eri sitoutumiskumppaneiden kanssa ja joidenkin reaktioiden subsellulaarisen lokalisoinnin. Edellä lueteltuja ominaisuuksia käsitellään yksityiskohtaisesti seuraavassa.

merkinantoproteiinien fosforylaatio useassa kohdassa

Merkinantomolekyylien aktiivisuus voi vaihdella riippuen siitä, mitkä jäämät fosforyloituvat. Ajatellaan esimerkiksi IRS1: tä ja AKT: tä. IRS1: llä on monia jäämiä, jotka saattavat osallistua translaation jälkeisiin muutoksiin, ja ne voivat aktivoitua tai estyä kinaasitoiminnassaan riippuen siitä, onko fosforyloitu jäännös Tyr tai ser . Esimerkiksi PI3K: n, SHP2: n ja GRB2: n sitoutumiseen tarvitaan Tyr-896 fosforylaatiota, kun taas p70S6K: n aiheuttama ser-636 fosforylaatio on insuliiniresistenssiin liittyvä mekanismi . AKT sen sijaan voi aktivoitua fosforylaatiolla thr309: ssä tai Ser474: ssä PDK1: ssä ja mTORC2: ssa .

IRS1 fosforylaatiosta riippuva aktivaatio / inhibitio sisällytettiin jo Sedeghat-malliin, vaikka ser-fosforylaatiota säänneltiin PKC: llä eikä P70s6k: lla, kuten Sonntag-mallissa. Tässä mallinnimme sekä PKC: n että p70S6K: n toimintaa ja kuvasimme pIRS1-Tyr896: n kompleksinmuodostusta/dissosiaatiota PI3K: n , SHP2: n ja GRB2: n kanssa .

AKT: n kahta fosforylaatiopaikkaa ei ole erikseen mallinnettu sedaghat et al. . Mallimme AKT fosforylaation thr välittämä PI (3,4,5) P3 kuten Sedaghat et al. malli ja AKT fosforylaatio Ser välittämä mTORC2 kuten Sonntag et al. malli ja oletettu:

i)
AKT fosforyloituu joko thr: ssä tai molemmissa kohdissa vaikuttaakseen TSC1 / 2-kompleksiin välittämällä sen fosforylaation Tyr: ssä ja defosforylaation Ser: ssä ;
ii)
AKT fosforylaatio Ser: ssä tai molemmissa kohdissa C-RAF: n inaktivoimiseksi ;
iii)
AKT fosforylaatio joko Thr: ssä tai Ser: ssä GLUT4-translokaation aktivoimiseksi .

vuorovaikutus useiden sitoutumiskumppanien kanssa

signalointireittien molekyylien vuorovaikutus lukuisten eri sitoutumiskumppaneiden kanssa johtaa erilaisten kompleksien mahdolliseen muodostumiseen. ISP: ssä Tyr-896: ssa fosforyloitu IRS1 voi sitoa PI3K: ta sedaghat et al. tai grb2 / SOS ja SHP2, kuten asiassa Borisov ym. . Jotta RBM-ISP-mallin spesifikaatio vastaisi nykyistä tietoa, Sallimme erilaisten kompleksien muodostumisen. Näin ollen IRS1 voi sitoa toisensa poissulkevalla tavalla GRB2/SOS ja SHP2, mutta voi sitoa samanaikaisesti GRB2/SOS ja P85 sääntelyalayksikkö PI3K .

tiedot solujen alikarsinoinnista reaktiosäännöissä

proteiinien vuorovaikutusmahdollisuus liittyy usein niiden fyysiseen lokalisaatioon eli niiden läsnäoloon solun ulkopuolisessa tilassa, sytoplasmassa, tumassa, plasmakalvossa jne. Esimerkiksi lipidit PI (3,4,5) P3 toimivat plasmakalvon telakointipaikkoina, jotka värväävät erilaisia proteiineja, jotka sisältävät pleckstriinihomologian (PH) domeeneja (esim. AKT ja PDK1) ja niiden yhteistoiminnallisuudella voidaan nopeuttaa tiettyjä merkinantotapahtumia . Toinen esimerkki on vuorovaikutus mTORC1 kanssa Ras homologue rikastettu aivoissa (RHEB) ja Rag perheen lysosomikalvolla, raportoitu Zoncu et al. . Meidän malli, sisällytimme tietoa subsellulaarinen lokalisointi insuliinireseptorin ja GLUT4 transporter, erottaa niiden plasmaattinen ja sytoplasminen lokalisointi mukaan matemaattinen kuvaus antama Sedaghat et al. .

mallin ennusteet

kaikkien malliin kuuluvien kemiallisten lajien pitoisuusprofiilit simuloitiin 60 minuutin, 100 nM: n insuliinistimulaation jälkeen. 100 nM: n pitoisuus edustaa hyvin hyväksyttyä insuliinistimulaation tasoa soluviljelmissä, joita esiintyy yleisesti kirjallisuudessa ja joita myös ryhmämme käyttää . Sonntag et al. , oletimme myös jatkuvan aminohappojen stimulaation, joka on tarpeen mTORC1-aktivaation ja p70s6k: n palautteen saamiseksi IRS1: stä. Mallin luotettavuuden arvioimiseksi malliennusteita verrattiin aineistossamme oleviin kokeellisiin tietoihin joidenkin fosfoproteiinien osalta ajanhetkellä 2, 5, 10, 30 ja 60 min insuliinin ja aminohappojen, eli leusiinin, stimulaation jälkeen . Kuten kuvassa. 2, pAKT-S473: n ja pmTORC1-S2448: n kokeelliset ja ennustetut profiilit ovat hyvässä yhteisymmärryksessä, koska molemmissa fosforylaatiokuvio saavuttaa vakaan tilan ensimmäisen 2-5 minuutin ja 20-30 minuutin aikana. PpERK1 / 2-Y202, Y204: n ennustettu profiili vahvistetaan kokeellisilla tiedoilla ensimmäisen 10 minuutin aikana, kun taas viime aikapisteissä se laskee nopeasti kokeellisissa tiedoissa suhteessa malliennusteisiin. PpERK1/2-Y202: n,Y204: n kokeellisissa tiedoissa havaittu profiili saattaa vastata paremmin ppERK1/2-Y202: n, Y204: n ja GRB2/SOS: n välisen takaisinkytkennän vahvuutta. Kuvassa. 2 (oikeassa yläkulmassa, katkoviiva), näytetään kohteen ppERK1/2-Y202,Y204 simuloitu profiili, joka on saatu kertomalla parametri kcat39 (KS.Lisätiedosto 1) kertoimella 10. Huomaa, että RBM ISP-mallissa, joka on saatavilla verkossa , päätimme jättää mallin parametrin ennalleen, eli käytämme kirjallisuudesta saatua arvoa, lykkäämällä parametrien optimointia tulevia tutkimuksia varten, kun Lisätietoja on saatavilla. Valitettavasti pp70s6k-T389: n kokeelliset tiedot eivät olleet luotettavia (vain yksi kopio käytettävissä), joten emme voi verrata tämän proteiinin kokeellisia ja simuloituja profiileja, joka on reitin päätepiste tärkeällä palautteella IRS1: ssä. Kuitenkin, simuloitu profiili kuvassa. 2 (alempi, oikea paneeli) muistuttaa kokeellista dataa, joka on esitetty muissa papereissa .

me tutkimme kaikkien aktiivisten lajien ennustetut profiilit ja ryhmittelimme ne neljään ryppääseen niiden dynaamisen käyttäytymisen mukaan, kuten kuvassa esitetään. 3:

nopea vaste, saavuttaa vakaan tilan 2-5 min (sininen)
nopea ylitysvaste, saavuttaa huippunsa 2-5 minuutin kuluessa ja sitten vakaa tila 10-20 minuutin kuluttua (vihreä)
hidas vaste, saavuttaa vakaan tilan 10-20 min (oranssi)
hidas ylitysvaste, saavuttaa huippunsa 5-10 min ja vakaan tilan 30-60 min (violetti).

insuliinin stimulaation jälkeen insuliinireseptori reagoi nopeasti fosforyloimalla ja käynnistämällä tapahtumaketjun eri reittejä pitkin. PI3K-AKT-reitin varrella kaikille irs1 Tyr – fosforylaatioon tiukasti liittyville mekanismeille on ominaista nopea vaste. Sama pätee muihin IRS1: n suoriin kohteisiin, jotka fosforyloituvat tyrissä TSC1/2-mTOR-kaskadin varrella, eli AMPK-fosforylaatioon t172 -, SHP2-IRS1-ja GRB2/Sos-IRS1-kompleksien muodostumisessa. Nopealle vasteelle on ominaista joko nopea nousu vakaaseen tilaan tai ohimenevä ylitys, jota seuraa vakaa tila, riippuen kohdemolekyyliin vaikuttavien takaisinkytkentämekanismien puuttumisesta/läsnäolosta (tapaus 1 sinisenä ja 2 vihreänä Kuvassa). 3). Mekanismit, jotka useimmiten muodostavat TSC1 / 2 – mTOR-reitin ja joilla on rooli IRS1: n ser-fosforylaatiossa, on ominaista suhteellisen hidas ei-ylitysvaste (tapaus 3, oranssi Kuvassa. 3). Kuten edellä on todettu, RAS-MAPK-reitti edellyttää ylävirran komponenteissaan nopeaa vastetta, joka on huomattavasti hitaampi alavirran komponenteilla (tapaus 4, Violetti kuviossa. 3).

yleensä reitin alajuoksulla oleville molekyyleille, jotka liittyvät suhteellisen hitaisiin prosesseihin, kuten transkriptioaktivaatioon tai vuorovaikutukseen solun ulkopuolisen ympäristön, kuten ERK1/2: n ja GLUT4: n kanssa, on ominaista hidas vaste, kun taas reitin yläjuoksulla oleville molekyyleille on ominaista nopea vaste, joka saa aikaan nopean signaalin etenemisen. Tässä yhteydessä ylitysvaste, jota seuraa vakaaseen tilaan palaaminen, voi auttaa saavuttamaan nopean signaalin etenemisen yhdellä merkinantoreitillä, jolloin molekyylit ovat jälleen käytettävissä muille merkinantoreiteille välittömästi sen jälkeen.

Malliennusteet kontrollimekanismien puuttuessa

tehtiin useita simulaatioita, joilla tutkittiin järjestelmän kestävyyttä ISP: n kahdessa kohdevaikutuksessa: GLUT4-translokaatiossa ja erk1/2-fosforylaatiossa. Erityisesti analysoitiin kahden suuren valvontamekanismin roolia tavoitevaikutusten säätelyssä.:

P70S6K-IRS1 negatiivinen takaisinkytkentäsilmukka (punainen viiva Kuvassa. 1);
ERK1 / 2-GRB2 / Sos negatiivinen takaisinkytkentäsilmukka (sininen viiva Kuvassa. 1);

tähän tarkoitukseen verrattiin GLUT4: n ja ERK1/2: n vasteen ajallista kulkua kahden yllä luetellun sääntelymekanismin läsnä ollessa ja puuttuessa (Kuva. 4). Tuplasti fosforyloidun ERK1/2: n dynamiikkaan vaikuttavat voimakkaasti sekä p70s6k-IRS1 että erk1/2-GRB2/Sos negatiiviset takaisinkytkennät. Toisaalta GLUT4: n vakaaseen tilaan ja dynaamiseen käyttäytymiseen kalvossa ei vaikuta ERK1/2, mutta p70s6k-IRS1-negatiivinen takaisinkytkentäsilmukka vaikuttaa voimakkaasti, mikä vahvistaa jälkimmäisen valvontamekanismin merkittävän merkityksen järjestelmän dynamiikan määrittämisessä.

on hyvin tunnettua, että insuliiniresistenssiin liittyy virheitä IRS-riippuvaisessa signaloinnissa, mikä viittaa sen säätelyhäiriöön metabolisen sairauden aloittamisessa ja etenemisessä. Uusi näkemys on, että AUTOLOGISILLA reiteillä tapahtuva IRS: n positiivinen/negatiivinen säätely kumoutuu taudissa lisääntyneiden basaalisten ja muiden ajallisesti epätarkoituksenmukaisten seriini/treoniini-fosforylaatioiden vuoksi , mikä johtaa glukoosin soluunoton vähenemiseen. Kompensoiva hyperinsulinemia voi tässä vaiheessa nousta ja johtaa lopulta diabetekseen. Vaikka IRS1: tä (ja IRS2: ta) säännellään monimutkaisella mekanismilla, johon sisältyy yli 50 eri seriini/treoniinijäämien fosforylaatio, mallissamme P70S6K-IRS1 negatiivinen takaisinkytkentäsilmukka näyttää välttämättömältä glukoosin oton hyvän hallinnan kannalta. P70s6k-IRS1-negatiivisen takaisinkytkentäsilmukan tehostaminen pystyy selittämään alentuneen insuliiniherkkyyden ja glukoosin oton (Kuva. 5). Samoin (vaikka ne myös hypoteesi positiivinen palaute mTOR eri IRS1 seriini jäämä), Brännmark et al. , käyttäen insuliinin signaloinnin minimimallia, osoittavat, että vähentynyt positiivinen takaisinkytkentämekanismi pystyy selittämään alentuneen glukoosin oton.

toisaalta sekä P70S6K-IRS1 että ERK1/2-GRB2 / SOS negatiiviset takaisinkytkentäsilmukat näyttävät välttämättömiltä takaamaan, että kaksinkertaisesti fosforyloitu ERK osoittaa ohimenevää käyttäytymistä, jonka huippu on 10 min ja jota seuraa paluu lähtötilanne. Tällaista käyttäytymistä on jo raportoitu kirjallisuudessa insuliiniärsykkeiden ja epidermaalisten kasvutekijäärsykkeiden yhteydessä . Ohimenevä ERK-vaste estää jatkuvan erk-aktivaation, joka johtaisi jatkuvaan solujen proliferaatioon .

herkkyysanalyysi

kahden tärkeimmän kontrollimekanismin roolin selvittämiseksi tarkemmin kohdevaikutusten säätelyssä tehtiin paikallinen herkkyysanalyysi soveltamalla pientä häiriötä (0.1% parametrin arvosta) yhteen malliparametriin kerrallaan ja arvioidaan GLUT4-translokaation ja erk1/2-fosforylaation seurauksena syntyneitä suhteellisia muutoksia (KS.menetelmät). Taulukoissa 1 ja 2 esitetään mallin parametrien herkkyyskertoimet, jotka on asetettu niiden itseisarvon mukaiseen paremmuusjärjestykseen ja verrattu arvoon, jonka kertoimet oletetaan poistettaessa p70s6k-IRS1 ja ERK1/2-GRB2/Sos negatiiviset takaisinkytkennät. Nämä kertoimet mittaavat parametrimuutoksen kokonaisvaikutusta eli havaintoikkunan aikana lopputulokseen eli GLUT4 – ja ERK-vasteeseen. Positiivisilla / negatiivisilla arvoilla tarkoitetaan sitä, että parametrin arvon lisääminen tehostaa/vähentää vastetta. Koska pienet itseisarvot tarkoittavat, että parametrimuutokset eivät merkittävästi vaikuta tulokseen, taulukoissa 1 ja 2 ilmoitetaan ainoastaan 0,1% suurempi kerroin (itseisarvo) joko alkuperäisessä tai muutetussa mallissa.

Taulukko 1 parametrinen herkkyysanalyysi GLUT4-kalvon translokaation täydellisestä mallista

Taulukko 2 Erk1/2-aktivoinnin täydellisen mallin parametrinen herkkyysanalyysi

täydellisen GLUT4-vastemallin parametrinen herkkyysanalyysi paljastaa, että herkimmät parametrit liittyvät GLUT4-translokaatioon plasmakalvolle ja sen jälkeen lipidinmuodostukseen ja IRS1_PI3K-kompleksinmuodostukseen/dissosiaatioon. P70s6k_irs1-takaisinkytkennän puuttuminen vaikuttaa voimakkaasti lipidinmuodostukseen ja IRS1_PI3K-kompleksinmuodostukseen/dissosiaatioon liittyvien parametrien herkkyyden (itseisarvon) lisäämiseen.

lähtötason IRS1 fosforylaatioon/defosforylaatioon Tyr/Ser: ssä liittyvillä parametreilla on pienempi herkkyys, joka yleensä vähenee (itseisarvo) poistamalla p70s6k-IRS1-takaisinkytkennän, lukuun ottamatta parametria k7p, joka liittyy IRS1-fosforylaatioon Ser: ssä. PKC-välitteiseen IRS1-fosforylaatioon ser: ssä liittyvät parametrit osoittavat myös kohonneita arvoja P70S6K-IRS1-takaisinkytkennän poistamisen jälkeen. Koska erk1/2-GRB2 / Sos-takaisinkytkennän poistolla ei ole vaikutusta GLUT4-translokaatioon, herkkyyskertoimet eivät muutu tämän takaisinkytkennän mukana eivätkä ilman.

Erk1/2-vasteen Kokonaismallin parametrinen herkkyysanalyysi osoittaa, että herkimmät parametrit liittyvät RAS -, MEK-ja RAF-aktivaatioon sekä IRS1-fosforylaatioon Tyr-ja Ser-kohdissa, jotka välittyvät p70s6k: n välityksellä.sekä PI3K-AKT-että RAS-ERK1/2-reitillä erk1/2-GRB2/Sos-palautteella näyttää olevan tärkeä rooli järjestelmän kestävyydessä. Järjestelmän dynamiikkaan vaikuttaa heikosti sen puuttuminen(KS. 4), kun taas parametrin herkkyys kasvaa (itseisarvona) lähes kaikissa tapauksissa, jos tämä palaute poistetaan.

päätelmät p70s6k-IRS1-palautteen vaikutuksesta ERK1/2-vasteeseen ovat kiistanalaisempia. Tämän takaisinkytkennän poistaminen vähentää parametrien herkkyyttä pi3k_akt-reitillä, kun taas Ras-ERK1 / 2-reitillä sillä ei ole juuri mitään vaikutusta Mek-fosforylaatioon, RAF-inaktivaatioon ja ERK-fosforylaatioon liittyviin parametreihin. Se vähentää herkkyys parametrien liittyvät RAS, RAF aktivointi ja IRS1-GRB2 / SOS ja IRS1-SHP2 monimutkainen häiriö. Se lisää voimakkaasti SRC-ja RAF-aktivointiin liittyvien parametrien herkkyyttä.

nämä tulokset korostavat negatiivisten takaisinkytkentäsilmukoiden keskeistä roolia biologisen järjestelmän dynamiikan lisäksi myös sen kestävyyden määrittämisessä. Tämä ominaisuus on erittäin tärkeä, koska se säilyttää järjestelmän dynaamisen käyttäytymisen melulta ja pieniltä biologisilta vaihteluilta, jotka yleensä johtuvat solujen välisestä vaihtelusta.

a rule-based model of insulin signaling Reach