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系统生物学标记语言

系统生物学标记语言(英语全称Systems Biology Markup Language、英语缩写SBML),意即系统生物学标记语言,或者系统生物学置标语言。它是机器可读的、基于XML的置标语言,用于描述生化反应等网络的计算模型。SBML可以描述代谢网络、细胞信号通路、调节网络、以及在系统生物学研究范畴中的其它系统。

目的

使得软件工具之间可以通用而不必重写模型;

使得模型用一种统一的格式发布和共享,这样其他研究者们可以在不同的软件环境中打开模型;

确保模型被某个软件创建之后在该软件的整个生命周期中都可用。

SBML并非是为了描述定量模型而定义的通用语言。它的目的是设计成一种“混合通用语言”,也就是说作为现有软件工具间交换计算模型的基本数据的交换格式。

主要功能

SBML可以编码由生化分子及其相互反应而成的生化反应网络组成的模型。一个重要的原则是,该模型可被分解成明确标记的组成元素,而且元素的集合可比拟成对反应方程式的一种精细的再现;而这种再现并非直接将模型映射为一组(导数)反应方程式的集合或其它对模型的精细解释。这种分解在元素组成上是明确的而在大体模型框架上是模糊的,这种特性使得软件工具易于进行对模型的解释,并把SBML格式转换成任意的、在软件内部实际使用的格式。

支持SBML的软件包应该能读出使用SBML的模型描述文件,并将它转换成软件的内部格式以进行对模型的分析。例如,某个软件包可能提供通过构造反应网络中的(微分)方程式来进行模型仿真的功能,进而可对方程式进行数值的时程积分(numerical 时间 integration),以进行对模型动力学特性的研究。又如另一种情况,某个软件包可能会构造一种离散的随机模型,并使用动态的[蒙特卡洛法]进行对模型的仿真(如Gillespie算法)。

SBML能够描述任意复杂度的模型。模型中的每种组件用特定的能够良好组织该组件相关信息的数据结构来描述。这些数据结构决定了整个模型如何用XML编码。

级别版本

SBML被定义为不同级别。并支持级别的向下兼容。一般说来,级别越高,功能越多,表达能力也越强。如果一个软件能够翻译高级别的SBML,那么它也能够翻译低级别的SBML。反之,却不是这样。高的级别的SBML只代表更多的功能和更强的表达能力,并不取代地的级别。但在同一级别内,新的版本取代旧版本。

级别一版本二

级别二版本三

书写结构

函数定义

单元定义

隔间类型

物种类型

隔间

物种

参数

初始赋值

规则

约束

反应

事件

参考资料


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