[ PROMPT_NODE_26404 ]
cobrapy
[ SKILL_DOCUMENTATION ]
# COBRApy - 基于约束的重构与分析
## 概述
COBRApy 是一个用于代谢模型基于约束的重构与分析 (COBRA) 的 Python 库，是系统生物学研究的核心工具。它支持处理基因组规模的代谢模型，执行细胞代谢的计算模拟，进行代谢工程分析，并预测表型行为。
## 核心能力
COBRApy 提供了组织在几个关键领域的综合工具：
### 1. 模型管理
从存储库或文件加载现有模型：
python
from cobra.io import load_model
# 加载内置测试模型
model = load_model("textbook") # 大肠杆菌核心模型
model = load_model("ecoli") # 完整大肠杆菌模型
model = load_model("salmonella")
# 从文件加载
from cobra.io import read_sbml_model, load_json_model, load_yaml_model
model = read_sbml_model("path/to/model.xml")
model = load_json_model("path/to/model.json")
model = load_yaml_model("path/to/model.yml")
以多种格式保存模型：
python
from cobra.io import write_sbml_model, save_json_model, save_yaml_model
write_sbml_model(model, "output.xml") # 首选格式
save_json_model(model, "output.json") # 用于 Escher 兼容性
save_yaml_model(model, "output.yml") # 人类可读格式
### 2. 模型结构与组件
访问并检查模型组件：
python
# 访问组件
model.reactions # 所有反应的 DictList
model.metabolites # 所有代谢物的 DictList
model.genes # 所有基因的 DictList
# 通过 ID 或索引获取特定项
reaction = model.reactions.get_by_id("PFK")
metabolite = model.metabolites[0]
# 检查属性
print(reaction.reaction) # 化学计量方程
print(reaction.bounds) # 通量约束
print(reaction.gene_reaction_rule) # GPR 逻辑
print(metabolite.formula) # 化学式
print(metabolite.compartment) # 细胞定位
### 3. 通量平衡分析 (FBA)
执行标准 FBA 模拟：
python
# 基础优化
solution = model.optimize()
print(f"目标值: {solution.objective_value}")
print(f"状态: {solution.status}")
# 访问通量
print(solution.fluxes["PFK"])
print(solution.fluxes.head())
# 快速优化（仅获取目标值）
objective_value = model.slim_optimize()
# 更改目标
model.objective = "ATPM"
solution = model.optimize()
简约 FBA (最小化总通量)：
python
from cobra.flux_analysis import pfba
solut
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