发表机构
Zhejiang University; Southeast University; UCLouvain（浙江大学; 东南大学; 天主教鲁汶大学）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。AI 中文总结
本文针对化学反应网络（CRNs）突破限制性结构假设，建立更广泛类弱可逆CRNs的输入-状态稳定性（ISS），并扩展到部分非弱可逆CRNs，为并行分子计算系统的稳定性分析提供了支撑。
AI 中文摘要
在生物反应系统中，反应速率可能因环境波动、调控或与其他反应模块耦合而随时间变化。输入-状态稳定性（ISS）为分析时变化学反应网络（CRNs）的鲁棒性提供了有用工具。现有针对CRNs的ISS结果通常依赖于限制性结构假设，如零缺陷、单一连接类或弱可逆性。本文有两项主要贡献：其一，我们为更广泛类别的弱可逆CRNs建立了ISS，允许非零缺陷和多个连接类；其二，我们通过网络变换技术（线性共轭与重构）将分析扩展到某些非弱可逆CRNs。这些结果共同扩大了可证明其在时变反应速率输入下鲁棒性的CRNs类别。由于CRNs是生物分子计算的标准框架，我们的结果进一步实现了并行分子计算系统的稳定性分析，这是生物分子计算中的重要问题，其中多个基于CRN的计算模块同时运行，并通过时变有效反应速率相互扰动。
英文摘要
Input-to-state stability (ISS) provides a useful tool for analyzing the robustness of time-varying chemical reaction networks (CRNs). This paper investigates the ISS property for CRNs in two cases: one is for weakly reversible CRNs with nonzero deficiency and multiple linkage classes, which is beyond the limit of existing results requesting a weakly reversible CRN to be zero-deficiency and single-linkage-class; the other is for non-weakly reversible CRNs by leveraging the notion of linear conjugacy. These results, on the one hand enrich the studies of the ISS property of broader classes of CRNs, on the other hand serve for designing CRN-based molecular computing systems. The latter application suggests the ISS theory can justify the parallel mechanism of biomolecular computations. We use some CRNs of practical relevance to demonstrate our results, including the p53 signaling and dimerization network, the p21-activated kinase 1 network, etc.
CommentsRevised version: To enhance readability, the numerical simulations are placed at the end of this paper
