(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートする情報処理装置であって、
シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定する構成比設定手段と、
前記構成比設定手段により構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出する排出量算出手段と、
前記構成比設定手段および前記排出量算出手段を制御し、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出させる繰り返し制御手段と、
前記繰り返し制御手段の制御により算出された複数の排出量の中から最大値を特定する最大値特定手段と、
前記排出量算出手段により、前記最大値特定手段により特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除する未使用酵素削除手段と
を備え、
前記繰り返し制御手段は、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除された酵素群について、再度、前記構成比設定手段および前記排出量算出手段を制御し、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出させる
情報処理装置。
【請求項２】
前記構成比設定手段は、シミュレーションの対象とされる酵素群の中の、任意に選択される所定の割合の酵素の構成比をゼロとする
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記シミュレーションの対象とされる酵素群の中から、前記出発物質から前記排出物質までの代謝に寄与しない不要な酵素を削除する不要酵素削除手段をさらに備え、
前記構成比設定手段は、前記不要酵素削除手段により不要な酵素が削除された後の酵素群の各酵素の構成比を設定する
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記繰り返し手段の制御により、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除されながら、前記排出量の算出が所定回数繰り返された後、前記最大値特定手段により特定された前記排出量の最大値、および前記最大値が算出されるときの酵素群を画像情報として表示部に表示させる表示制御手段をさらに備える
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記繰り返し手段の制御により、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除されながら、前記排出量の算出が所定回数繰り返された後、前記最大値特定手段により特定された前記排出量の最大値、および前記最大値が算出されるときの酵素群を記憶部に記憶させる記憶制御手段をさらに備える
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項６】
酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートする情報処理装置の情報処理方法であって、
シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定し、
前記構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出し、
前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出し、
繰り返し算出した排出量の中から最大値を特定し、
特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除し、
さらに、未使用の酵素が削除された酵素群について、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出する
情報処理方法。
【請求項７】
酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートするコンピュータが、
シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定し、
前記構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出し、
前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出し、
繰り返し算出した排出量の中から最大値を特定し、
特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除し、
さらに、未使用の酵素が削除された酵素群について、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出する
処理を実行するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置および方法、並びに、プログラムに関し、特に、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートし、より効率のよい酵素ネットワークを容易に特定することができるようにした情報処理装置および方法、並びに、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への注目が増すとともに、その解決策の一環として、様々な技術分野においてバイオ技術の利用が検討されている。それに伴い、バイオ技術に関する研究が盛んに行われるようになってきた。
【０００３】
例えば、グルコースなどの高エネルギー化合物を、酵素を用いて二酸化炭素に分解していく過程で得られるエネルギーを電源として利用するバイオ燃料電池がある。このような酵素反応を利用した代謝生成物の生産は、医療や化学等の様々な分野で利用可能である。
【０００４】
通常の場合、酵素は、反応特異性を有しており、特定の化学反応しか触媒しない。従って、このような酵素反応による代謝生成物の生産は、通常の場合、複数の酵素が組み合わせて用いられる。つまり、目的の物質である排出物質は、材料である出発物質から、複数種類の酵素による複数種類の化学反応を経て生成される。この化学反応の経路を代謝経路と称する。現在、数千種類の酵素が既知であり、それぞれが化学反応を触媒するので、酵素全体では多様な代謝経路網が構築される。
【０００５】
出発物質から排出物質を生産する場合、それらの酵素群の中から必要なものを選択し、出発物質と排出物質とを結ぶ代謝経路を構築するが、その経路の選択、すなわち、選択された酵素によって、化学反応（代謝）の効率が変化する。つまり、排出物質の生産性が変化する。
【０００６】
自然界においても長い年月をかけて酵素の組み合わせおよびその配分（酵素ネットワーク）の取捨選択が行われ、所定の出発物質から排出物質を生産する代謝経路がいくつも開発されている。それらの中には、例えばバイオ燃料電池等といった応用目的に利用可能なものも存在するが、生物に求められる性能と燃料電池に求められる性能は基本的に異なるので、必ずしもその酵素ネットワークが最善になるとは限らない。
【０００７】
酵素は自然界の生物より採取されるが、例えば、特定の生物からしか採取できない酵素もあり、自然界においては共存していない酵素の組み合わせが応用目的にとって最適な場合も考えられる。
【０００８】
従って、化学反応を高効率化させるためには、酵素の選択を既知の酵素群の中から行う必要があり、また、化学反応の各種条件についても検討を行う必要がある。しかしながら、実際に自然界より酵素を採取し、条件を変化させながら酵素を組み合わせ、全ての条件について網羅的に実験を行うのは煩雑な作業が必要であり現実的でない。
【０００９】
そこで、このような酵素反応による代謝をシミュレートする方法が考えられる（例えば、非特許文献１参照）。シミュレーションの場合、化学反応の反応結果を演算により算出することができるので、実験において時間を要する化学反応も瞬時に求めることができ、容易かつ高速に多様な条件を網羅することができる。
【００１０】
【非特許文献１】中山洋一・冨田勝，「E-CELLシステムと動的/静的ハイブリッドシミュレーションアルゴリズム」「メタボローム研究の最前線」，シュプリンガー・フェアラーク東京株式会社，２００３年１１月３０日発行，P199−207
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の方法では、指定した代謝経路の評価を行うことはできるが、数千種類の既知の酵素群の中から効率のよい酵素の組み合わせを特定し、さらに効率のよい各種条件を特定することはできなかった。従って、効率のよい酵素ネットワークを構築するためには、闇雲に多様な条件下で多様な酵素の組み合わせをシミュレーションし、その評価結果を比較する必要があり、煩雑な作業を必要とした。つまり、開発コストや開発時間が増大する恐れがあった。
【００１２】
また、作業量を低減させるために、シミュレーションする酵素の組み合わせや条件の限定を不要に行うと、より効率のよい代謝経路を持つ酵素の組み合わせ、および、より効率のよい化学反応条件、すなわち、より効率のよい酵素ネットワークを求めることができない恐れがあった。
【００１３】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、より効率のよい酵素ネットワークを容易に特定することができることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の側面は、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートする情報処理装置であって、シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定する構成比設定手段と、前記構成比設定手段により構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出する排出量算出手段と、前記構成比設定手段および前記排出量算出手段を制御し、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出させる繰り返し制御手段と、前記繰り返し制御手段の制御により算出された複数の排出量の中から最大値を特定する最大値特定手段と、前記排出量算出手段により、前記最大値特定手段により特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除する未使用酵素削除手段とを備え、前記繰り返し制御手段は、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除された酵素群について、再度、前記構成比設定手段および前記排出量算出手段を制御し、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出させる情報処理装置である。
【００１５】
前記構成比設定手段は、シミュレーションの対象とされる酵素群の中の、任意に選択される所定の割合の酵素の構成比をゼロとすることができる。
【００１６】
前記シミュレーションの対象とされる酵素群の中から、前記出発物質から前記排出物質までの代謝に寄与しない不要な酵素を削除する不要酵素削除手段をさらに備え、前記構成比設定手段は、前記不要酵素削除手段により不要な酵素が削除された後の酵素群の各酵素の構成比を設定することができる。
【００１７】
前記繰り返し手段の制御により、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除されながら、前記排出量の算出が所定回数繰り返された後、前記最大値特定手段により特定された前記排出量の最大値、および前記最大値が算出されるときの酵素群を画像情報として表示部に表示させる表示制御手段をさらに備えることができる。
【００１８】
前記繰り返し手段の制御により、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除されながら、前記排出量の算出が所定回数繰り返された後、前記最大値特定手段により特定された前記排出量の最大値、および前記最大値が算出されるときの酵素群を記憶部に記憶させる記憶制御手段をさらに備えることができる。
【００１９】
本発明の第１の側面は、また、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートする情報処理装置の情報処理方法であって、シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定し、前記構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出し、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出し、繰り返し算出した排出量の中から最大値を特定し、特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除し、さらに、未使用の酵素が削除された酵素群について、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出する情報処理方法である。
【００２０】
本発明の第１の側面は、また、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートするコンピュータが、シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定し、前記構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出し、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出し、繰り返し算出した排出量の中から最大値を特定し、特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除し、さらに、未使用の酵素が削除された酵素群について、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出する処理を実行するプログラムである。
【００２１】
本発明の第１の側面においては、シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比が設定され、構成比が設定された各酵素による酵素反応が、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートされることにより、酵素群全体について代謝の様子がシミュレートされ、排出物質の所定時間後の排出量が算出され、構成比を変更しながら排出量が繰り返し算出され、繰り返し算出された排出量の中から最大値が特定され、特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素が削除され、さらに、未使用の酵素が削除された酵素群について、構成比を変更しながら排出量が繰り返し算出される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートすることができる。特に、より効率のよい酵素ネットワークを容易に特定することができる。さらに、酵素を用いたバイオ技術の開発コストや開発時間を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書または図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書または図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書または図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２４】
本発明の第１の側面は、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートする情報処理装置（例えば、図１の代謝シミュレータ１０１）であって、シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定する構成比設定手段（例えば、図３の酵素割り当て部１６３）と、前記構成比設定手段により構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出する排出量算出手段（例えば、図３の排出量算出部１６４）と、前記構成比設定手段および前記排出量算出手段を制御し、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出させる繰り返し制御手段（例えば、図３の繰り返し制御部１６７）と、前記繰り返し制御手段の制御により算出された複数の排出量の中から最大値を特定する最大値特定手段（例えば、図３の最大値特定部１６５）と、前記排出量算出手段により、前記最大値特定手段により特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除する未使用酵素削除手段（例えば、図３の未使用経路策ジョブ１６６）とを備え、前記繰り返し制御手段は、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除された酵素群について、再度、前記構成比設定手段および前記排出量算出手段を制御し、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出させる情報処理装置である。
【００２５】
前記構成比設定手段は、シミュレーションの対象とされる酵素群の中の、任意に選択される所定の割合の酵素の構成比をゼロとする（例えば、図５のステップＳ２２）ことができる。
【００２６】
前記シミュレーションの対象とされる酵素群の中から、前記出発物質から前記排出物質までの代謝に寄与しない不要な酵素を削除する不要酵素削除手段（例えば、図３の不要経路削除部１６２）をさらに備え、前記構成比設定手段は、前記不要酵素削除手段により不要な酵素が削除された後の酵素群の各酵素の構成比を設定することができる。
【００２７】
前記繰り返し手段の制御により、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除されながら、前記排出量の算出が所定回数繰り返された後、前記最大値特定手段により特定された前記排出量の最大値、および前記最大値が算出されるときの酵素群を画像情報として表示部に表示させる表示制御手段（例えば、図３の表示制御部１６８）をさらに備えることができる。
【００２８】
前記繰り返し手段の制御により、前記未使用酵素削除手段により未使用の酵素が削除されながら、前記排出量の算出が所定回数繰り返された後、前記最大値特定手段により特定された前記排出量の最大値、および前記最大値が算出されるときの酵素群を記憶部に記憶させる記憶制御手段（例えば、図３の記憶制御部１６９）をさらに備えることができる。
【００２９】
本発明の第１の側面は、また、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートする情報処理装置の情報処理方法であって、シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定し（例えば、図４のステップＳ６）、前記構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出し（例えば、図４のステップＳ７）、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出し（例えば、図４のステップＳ１０）、繰り返し算出した排出量の中から最大値を特定し（例えば、図４のステップＳ８およびステップＳ９）、特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除し（例えば、図４のステップＳ１１）、さらに、未使用の酵素が削除された酵素群について、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出する（例えば、図４のステップＳ１２）情報処理方法である。
【００３０】
本発明の第１の側面は、また、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートするコンピュータが、シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定し（例えば、図４のステップＳ６）、前記構成比が設定された各酵素による酵素反応を、ミカエリス・メンテン式を用いてシミュレートすることにより、前記酵素群全体について前記代謝の様子をシミュレートし、前記排出物質の所定時間後の排出量を算出し（例えば、図４のステップＳ７）、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出し（例えば、図４のステップＳ１０）、繰り返し算出した排出量の中から最大値を特定し（例えば、図４のステップＳ８およびステップＳ９）、特定された最大値の排出量が算出されるときの酵素群の中から、酵素反応が行われなかった酵素を削除し（例えば、図４のステップＳ１１）、さらに、未使用の酵素が削除された酵素群について、前記構成比を変更しながら前記排出量を繰り返し算出する（例えば、図４のステップＳ１２）処理を実行するプログラムである。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
図１は、本発明を適用した情報処理システムの構成例を示す図である。
【００３３】
図１において、情報処理システム１００は、代謝シミュレータ１０１およびデータベース１０２を有し、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートするシステムである。
【００３４】
代謝シミュレータ１０１は、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子のシミュレーションに関する処理を行う情報処理装置である。代謝シミュレータ１０１は、どのように構成されても良いが、例えば、パーソナルコンピュータ等により構成される。データベース１０２は、そのシミュレーションに必要な情報を記憶する。データベース１０２は、例えば、ハードディスク、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、または磁気ディスク等、代謝シミュレータ１０１より読み出しや書き込みが可能な任意の記憶媒体により構成される。なお、代謝シミュレータ１０１およびデータベース１０２が一体的に構成されるようにし、情報処理システム１００が１つの装置として構成されるようにしてもよい。
【００３５】
図１には、代謝シミュレータ１０１が、主に有する機能を表わす機能ブロックが示されている。図１に示されるように、代謝シミュレータ１０１は、主な機能ブロックとして、シミュレーション処理部１１１、入力部１１２、表示部１１３、データ読み出し部１１４、およびデータ書き込み部１１５を有する。
【００３６】
シミュレーション処理部１１１は、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子のシミュレーションに関する処理を行う機能を示す。シミュレーション処理部１１１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、およびRAM（Random Access Memory）等により構成される。
【００３７】
入力部１１２は、例えば、キーボードやマウス等により構成され、例えばユーザからの操作指示等、外部からの情報を受け付ける機能を示す。なお、入力部１１２を構成する入力デバイスは任意であり、例えば、カメラやマイクであっても良いし、外部入力端子であってもよい。
【００３８】
表示部１１３は、例えば、LCDやCRT等の任意の画像表示デバイスにより構成され、画像情報を表示する機能を示す。表示部１１３は、例えば、シミュレーション用のGUI（Graphical User Interface）やシミュレーション結果の画像等、シミュレーション処理部１１１より供給される画像情報を表示する。
【００３９】
データ読み出し部１１４は、例えば、シミュレーション処理部１１１がシミュレーションを開始する際に、データベース１０２の酵素ネットワークデータベース１２１から、酵素に関する情報を読み出してそれをシミュレーション処理部１１１に供給する機能を示す。データ読み出し部１１４は、例えば、データベース１０２を構成する記憶媒体のドライバ等により構成される。データ読み出し部１１４は、基本的に、酵素ネットワークデータベース１２１に登録されている全ての酵素についての情報を読み出してシミュレーション処理部１１１に供給するが、例えば、シミュレーション処理部１１１に要求された酵素等、特定の一部の酵素についての情報のみを読み出すこともできる。
【００４０】
データ書き込み部１１５は、シミュレーション処理部１１１より供給される、シミュレーション結果に関する情報等を、データベース１０２の作成データデータベース１２２に登録する（記憶させる）。データ書き込み部１１５は、例えば、データベース１０２を構成する記憶媒体のドライバ等により構成される。
【００４１】
また、図１に示されるように、データベース１０２には、酵素ネットワークデータベース１２１および作成データデータベース１２２が構築される。酵素ネットワークデータベース１２１は、既存の酵素と各酵素が触媒する酵素反応（代謝経路）に関する情報が登録されるデータベースである。例えば、酵素のID情報、その酵素が触媒する化学反応の反応式、ミカエリス定数、ターンオーバ数、および固有の活動度などの情報が含まれる。ミカエリス定数は、化学反応の反応速度を表す反応速度式（ミカエリス・メンテン式）に利用される定数である。ミカエリス定数Ｋmは、酵素Ｅと基質Ｓが中間複合体ＥＳになる速度ｋ+1、中間複合体ＥＳが酵素Ｅと基質Ｓになる速度ｋ-1、および中間複合体ＥＳが生成物Ｐおよび酵素Ｅになる速度ｋ+2を用いて、以下の式（１）のように表すことができる。
【００４２】
Ｋm＝（ｋ-1＋ｋ+2）／ｋ+1  ・・・（１）
【００４３】
また、基質の濃度をＳとすると、ミカエリス・メンテン式は、以下の式（２）のように表すことができる。
【００４４】
ｖ＝（Ｖ×［Ｓ］）／（Ｋm＋［Ｓ］）  ・・・（２）
【００４５】
ターンオーバ数は、酵素１つ当たりが１秒間に反応させる基質の数（酵素１分子の１秒間当たりの代謝回転分子数）を示す。固有の活動度は、実質的にターンオーバ数と同じ意味であるが単位が異なる。
【００４６】
データ読み出し部１１４は、シミュレーションに使用される酵素の、これらの情報を酵素ネットワークデータベース１２１より読み出し、それをシミュレーション処理部１１１に供給する。
【００４７】
作成データデータベース１２２は、シミュレーション結果、およびシミュレーション結果に関する情報が登録されるデータベースである。データ書き込み部１１５は、シミュレーション処理部１１１より供給されるシミュレーション結果を示す各種情報を取得すると、それを作成データデータベース１２２に供給して記憶させる。
【００４８】
動作の概要を説明する。代謝シミュレータ１０１のシミュレーション処理部１１１は、入力部１１２を介して入力されたユーザ指示を受けると、データ読み出し部１１４を制御し、データベース１０２の酵素ネットワークデータベース１２１から酵素ネットワークの情報を読み出させ、シミュレーションを開始する。そして、シミュレーションにより効率の良い酵素ネットワークを特定すると、シミュレーション処理部１１１は、そのシミュレーション結果を画像情報として表示部１１３に表示させ、さらに、データ書き込み部１１５を制御して、そのシミュレーション結果を、データベース１０２の作成データデータベース１２２に記憶させる。
【００４９】
図２は、表示部１１３により、酵素ネットワークを画像情報として表示する際の表示例を示す図である。図２に示されるように、表示部１１３のモニタに、酵素ネットワークを表示するGUIであるウィンドウ１３１が表示され、そこに酵素ネットワークの画像が描画される。酵素ネットワークは、点であるノードと、ノード同士を結ぶ線であるエッジにより表現される。ノードが酵素、基質、生成物等の物質を表し、エッジはそれらの化学反応（つまり代謝経路）を表す。
【００５０】
このウィンドウ１３１には、例えば、シミュレーションを開始する前において、酵素ネットワークデータベース１２１から読み出された、情報処理システム１００において既知とされる酵素ネットワーク全体が描画される。ユーザはその描画された酵素ネットワークの中から最初の出発物質と、生成する排出物質を特定し、シミュレーションを開始する。そしてシミュレーションが終了すると、ウィンドウ１３１には、シミュレーションにより特定された効率のよい酵素ネットワークがシミュレーション結果として描画される。
【００５１】
このように、酵素ネットワークを画像情報（GUI）として表示することにより、ユーザはより容易に酵素ネットワークの様子を把握することができ、より容易に代謝シミュレータ１０１を操作し、シミュレーションを実行させることができる。
【００５２】
図３は、図１のシミュレーション処理部１１１の詳細な機能を説明する機能ブロック図である。
【００５３】
図３において、シミュレーション処理部１１１は、主な構成として処理を行う演算部１５１と、データを保持する保持部１５２を有する。演算部１５１は、設定部１６１、不要経路削除部１６２、酵素割り当て部１６３、排出量算出部１６４、最大値特定部１６５、未使用経路削除部１６６、繰り返し制御部１６７、表示制御部１６８、および記憶制御部１６９を有する。
【００５４】
設定部１６１は、シミュレーションに必要な設定を行う。例えば、設定部１６１は、シミュレーションを行う酵素群の設定、出発物質およびその量の設定、並びに、酵素による触媒作用に寄与する補酵素等の共通物質およびその量の設定等、シミュレーションを開始するにあたって必要な設定を行う。この他にも例えば温度や湿度の設定、シミュレーションする時間等、実行環境の設定等も行うようにしてもよい。設定部１６１は、任意の設定を行うことができる。
【００５５】
不要経路削除部１６２は、出発物質と排出物質が特定された時点で、シミュレーションを行う酵素ネットワークから、代謝経路の袋小路等、明らかに排出物質の生成に寄与しない経路を削除する。例えば、指定された排出物質以外の物質を生成するためだけの代謝経路であって、その生成された物質が他の化学反応に利用されないような場合、その経路は、不要経路として削除される。このようにシミュレーションを開始する前に不要経路を削除することにより、シミュレーション処理部１１１は、不要な演算を低減させることができ、シミュレーションによる負荷を低減させることができるとともに、シミュレーションに要する時間を低減させることができる。
【００５６】
この不要経路の特定方法は任意であるが、単純な例としては、酵素ネットワーク全体から、エッジが１つしか接続されていないノードを検索して削除する方法がある。ただし、この不要経路の削除をより正確に行うためには、必要以上に経路を削除しないように制御する必要もある。
【００５７】
酵素割り当て部１６２は、シミュレーションの対象となる各酵素に対して、予め定められた総量に基づいて量の割り当てを行う。すなわち、酵素割り当て部１６２は、シミュレーションの対象とされる酵素群の各酵素の構成比を設定する。酵素割り当て部１６２は、割り当てを行うたびに各酵素の構成比が変わるように設定を行う。この割り当て方法は任意であり、各酵素の割当量をランダムに決定するようにしてもよいし、予め定められた変更パターンに従って各酵素の割当量を毎回変更しながら決定するようにしてもよい。
【００５８】
シミュレーションは、酵素割り当て部１６２によって各酵素の割当量が毎回変更されながら繰り返し実行される。そして各回の排出物質の排出量を比較し、排出量が最大値となるときの構成比が、最も効率がよくなる構成比として特定される。
【００５９】
なお、酵素割り当て部１６２は、割り当てを行う際に、各酵素のうち、所定の割合の酵素の割当量をゼロとする。例えば、酵素割り当て部１６２は、酵素群に含まれる各酵素のうち、５つに１つの割合で酵素の割当量をゼロに設定する。
【００６０】
後述するようにシミュレーションによって代謝経路の絞込みを行うが、一般的に、出発物質から排出物質までの経路は多数存在し、互いに複雑に関係しあう。例えば、生成物を少量しか生成しない酵素反応（効率の悪い代謝経路）であっても、その生成された少量の生成物が他の酵素反応に対して大きく寄与し、排出物質の生成効率を大幅に向上させる場合もある。また、例えば、生成物を大量に生成する酵素反応（効率のよい代謝経路）であっても、その大量に生成された生成物が排出物質の生成にわずかしか寄与しない場合もある。このように、代謝経路においては、各酵素反応の並び方が重要であり、１つ１つの酵素反応の効率そのものが経路全体に対して大きな影響を及ぼすことは少ない。従って、単純に代謝経路の一部分の効率だけをみても、その経路が不要であるか否かを判定することが難しく、絞込みを行うことが困難である。
【００６１】
つまり、経路の不要な削除を抑制するためには、シミュレーション処理部１１１が、酵素反応が全く行われなかった代謝経路（未使用経路）のみを削除するようにする必要がある。しかしながら、このようにすると、わずかでも酵素反応が行われるとその経路は削除されないので、代謝経路の絞込みがほとんど行われなくなる可能性がある。
【００６２】
そこで、酵素割り当て部１６２は、所定の割合で酵素の割当量をゼロとすることにより、強制的に、所定の割合の酵素反応を行わせないようにする。当然、割当量をゼロにされた酵素は削除の対象とされるが、後述するように、シミュレーション処理部１１１は、割当量を変更しながらシミュレーションを繰り返し行い、排出物質の排出量が最大となる時に酵素反応が行われなかった経路のみを削除する。これは、とりあえず所定の割合で経路を仮に削除してみて、その削除の影響が小さい経路（削除しても排出物質の生成効率が最大となる経路）のみ、削除を決定するのと等価である。このようにすることにより、シミュレーション処理部１１１は、排出物質の生成に寄与しない経路をより正確に特定することができるので、より効率のよい酵素ネットワークを容易に特定することができる。
【００６３】
なお、割当量をゼロにする割合は任意である。また、その割合は可変であってもよい。
【００６４】
排出量算出部１６４は、設定された各種条件に基づいて酵素反応のシミュレーションを行い、排出物質の生成量（排出量）を算出する。排出量算出部１６４は、各酵素のミカエリス・メンテン式を用いて各酵素反応を演算することにより酵素ネットワーク全体について代謝の様子をシミュレートし、予め定められた所定時間後の排出量を算出する。このとき、排出量算出部１６４は、どのような手順で演算を行うようにしてもよいが、例えば、１分または１秒等のように短い単位でシミュレートを行い、それを繰り返すことにより、例えば６０分等、予め定められた所定時間分のシミュレートを行う。
【００６５】
最大値特定部１６５は、上述したように、酵素の構成比を変えながら所定回数繰り返し算出された排出量の中から、最大値を特定する。未使用経路削除部１６６は、排出量が最大値となるときのシミュレーションにおいて、未使用であった経路、つまり、酵素反応が行われなかった（トラフィックがゼロであった）経路（酵素）を酵素ネットワークから削除する。繰り返し制御部１６７は、設定部１６１乃至未使用経路削除部１６６を制御し、シミュレートを繰り返し実行させる。
【００６６】
表示制御部１６８は、最終的に特定された排出量の最大値や、その最大値の排出物質を排出する酵素ネットワーク等をシミュレーション結果として表示部１１３に表示させる。記憶制御部１６９は、最終的に特定された排出量の最大値や、その最大値の排出物質を排出する酵素ネットワーク等をシミュレーション結果として、作成データデータベース１２２に記憶させる。
【００６７】
保持部１５２には、酵素ネットワーク１８１、出発物質情報１８２、排出物質情報１８３、共通物質情報１８４、酵素量割り当て情報１８５、反応情報１８６、排出量最大値１８７、および最大時酵素ネットワーク１８８等の各種情報が保持される。
【００６８】
酵素ネットワーク１８１は、酵素ネットワークデータベース１２１より読み出された、シミュレーションの対象となる酵素ネットワークに関する情報である。出発物質情報１８２は、設定部１６１により設定された出発物質およびその量の情報を含む出発物質に関する情報である。排出物質情報１８３は、設定部１６１により設定された排出物質に関する情報である。共通物質情報１８４は、設定部１６１により設定された共通物質およびその量の情報を含む共通物質に関する情報である。酵素量割り当て情報１８５は、酵素割り当て部１６３により割り当てられた各酵素の割当量の情報である。反応情報１８６は、排出量算出部１６４により算出される各酵素の酵素反応に関する情報である。排出量算出部１６４は、演算の途中結果を反応情報１８６として保持部１５２に保持させながら、ネットワーク全体のシミュレーションを行う。排出量最大値１８７は、排出量算出部１６４により算出された排出量の最大値を示す情報である。最大時酵素ネットワーク１８８は、排出量が最大値となるときの酵素ネットワークに関する情報である。
【００６９】
次に、シミュレーション処理部１１１の各部により実行されるシミュレーション処理の流れの例を図４のフローチャートを参照して説明する。
【００７０】
例えば、入力部１１２を介して受け付けられたユーザ指示等に基づいて、シミュレーション処理が開始されると、設定部１６１は、ステップＳ１において、データ読み出し部１１４を制御し、酵素ネットワークデータベース１２１から、シミュレーションを行う酵素ネットワークを読み出す。ステップＳ２において、設定部１６１は、例えば入力部１１２を介して受け付けられたユーザ指示等に基づいてシミュレーションにおける出発物質を設定する。このとき設定部１６１は、その出発物質の量（濃度）も設定する。例えば、設定部１６１は、出発物質としてグルコースを、その濃度として40000nmolを設定する。
【００７１】
次に、設定部１６１は、ステップＳ３において、例えば入力部１１２を介して受け付けられたユーザ指示等に基づいてシミュレーションにおける排出物質を設定する。例えば、設定部１６１は、排出物質として二酸化炭素（CO2）を設定する。
【００７２】
ステップＳ４において、不要経路削除部１６２は、不要経路を削除する。また、ステップＳ５において、設定部１６１は、例えば入力部１１２を介して受け付けられたユーザ指示等に基づいてシミュレーションにおける共通物質を設定する。このとき設定部１６１は、その共通物質の量（濃度）も設定する。例えば、設定部１６１は、共通物質として、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドの酸化型であるNAD+（還元型NADH）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸の酸化型であるNADP+（還元型NADPH）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NADH）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADPH）、フラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）、フラビンアデニンジヌクレオチドリン酸（FADP），アデノシン三リン酸（ATP）、グルタミルトランスフェラーゼ（GTP）、ウリジンジリン酸（UDP）、酸素（O2）、水（H2O）、無機リン酸（Orthophosphate）、グアノシン二リン酸（GDP）、アデノシン二リン酸（ADP）、水素イオン（H+）、水素（Hydrogen）、およびコエンザイムA （CoA）を設定し、その濃度として合計400000nmol、つまり、出発物質の１０倍を設定する。なお、共通物質の量は、常識の範囲内であれば、多すぎても排出物質の生成効率には影響ない。
【００７３】
ステップＳ６において、酵素割り当て部１６３は、シミュレーションの対象とされる各酵素の割当量を設定する。この割当量設定処理の詳細については後述する。
【００７４】
割当量の設定が終了すると、排出量算出部１６４は、ステップＳ７において、酵素反応をシミュレートし、６０分間の排出物質（CO2）の排出量を算出する。この排出量算出処理の詳細については後述する。
【００７５】
ステップＳ８において、最大値特定部１６５は、ステップＳ７の処理において今回算出された排出量が、保持部１５２に保持している排出量最大値１８７より大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合、ステップＳ９において、今回算出された排出量により、保持部１５２に保持されている排出量最大値１８７を更新する。つまり、今回算出された排出量が新たな排出量最大値１８７として保持部１５２に保持される。ステップＳ９の処理が終了すると、処理はステップＳ１０に進められる。また、ステップＳ９において、今回算出された排出量が排出量最大値１８７以下であると判定された場合、最大値特定部１６５は、ステップＳ９の処理を省略し、排出量最大値１８７の更新を行わずに、処理をステップＳ１０に進める。
【００７６】
ステップＳ１０において、繰り返し制御部１６７は、シミュレーションを所定回数繰り返したか否かを判定し、繰り返していないと判定した場合、処理をステップＳ１に戻し、それ以降の処理を繰り返すように制御する。つまり、シミュレーション処理部１１１は、ステップＳ１乃至ステップＳ１０の処理を予め定められた所定回数繰り返す。なお、このとき、酵素割り当て部１６３は、各酵素の構成比率を毎回変更するように割当量の設定を行う。
【００７７】
ステップＳ１０において、排出量の演算が所定回数繰り返されたと判定した場合、処理はステップＳ１１に進められる。ステップＳ１１において、未使用経路削除部１６６は、排出量が最大値となるときの酵素ネットワークにおいてトラフィックがゼロであった経路、すなわち、酵素反応が行われなかった酵素を酵素ネットワークより削除する。
【００７８】
ステップＳ１２において、繰り返し制御部１６７は、さらに、シミュレーションを所定回数繰り返したか否かを判定し、繰り返していないと判定した場合、処理をステップＳ１に戻し、それ以降の処理を繰り返すように制御する。つまり、シミュレーション処理部１１１は、ステップＳ１乃至ステップＳ１２の処理を予め定められた所定回数繰り返す。
【００７９】
シミュレーションにおいては多様な条件について排出量の算出が行われる。従って、特別な条件下でのみ、極めて稀に発生する現象などにより、偶然に排出量が大きくなる場合がある。このような特異なケースは再現性が低いことも考えられる。そこで、より確実に高排出量を期待することができる酵素ネットワークを求めるために、繰り返し制御部１６７は、複数回排出量最大値を求めるように制御する。
【００８０】
そしてステップＳ１２において、所定回数繰り返されたと判定した場合、繰り返し制御部１６７は、処理をステップＳ１３に進める。ステップＳ１３において、表示制御部１６８は、算出された排出量最大値１８７と、そのときの各酵素の酵素濃度の数値を、表示部１１３に表示させる。また、表示制御部１６８は、ステップＳ１４において、排出量が最大となるときの代謝経路（最大時酵素ネットワーク１８８）を図２に示されるように、ノードおよびエッジで描画し、その画像情報を表示部１１３に表示させる。
【００８１】
ステップＳ１５において、記憶制御部１６９は、算出された排出量最大値と、そのときの各酵素の酵素濃度の情報等を、作成データベース１２２に登録する。ステップＳ１５の処理が終了すると、シミュレーション処理が終了される。
【００８２】
次に、図４のステップＳ６において実行される割当量設定処理の詳細な流れの例を図５のフローチャートを参照して説明する。
【００８３】
割当量設定処理が開始されると、酵素割り当て部１６３は、ステップＳ２１において、保持部１５２にシミュレーション対象として保持されている酵素ネットワーク１８１に基づいて、酵素量（濃度）の割り当てを行う酵素を特定する。つまり、酵素割り当て部１６３は、酵素ネットワーク１８１に含まれる酵素を、割り当ての対象とする。
【００８４】
ステップＳ２２において、酵素割り当て部１６３は、割当量をゼロとする酵素を所定の割合で設定する。上述したように、酵素割り当て部１６３は、割り当て対象の酵素のうち、一部の酵素の濃度を０nmolに設定する。
【００８５】
ステップＳ２３において、酵素割り当て部１６３は、予め設定されている酵素の総量に基づいて、残りの各酵素の割当量（濃度）を決定する。つまり、酵素割り当て部１６３は、各酵素の構成比を設定する。
【００８６】
ステップＳ２３の処理が終了すると、酵素割り当て部１６３は、処理を図４のステップＳ６に戻し、ステップＳ７以降の処理を実行させる。
【００８７】
次に、図４のステップＳ７において実行される排出量算出処理の詳細な流れの例を図６のフローチャートを参照して説明する。
【００８８】
排出量算出処理が開始されると、排出量算出部１６４は、ステップＳ４１において、酵素ネットワーク１８１の中の未処理の酵素の中から、酵素反応をシミュレートする新たな処理対象酵素を選択する。酵素を選択すると、排出量算出部１６４は、ステップＳ４２において、ミカエリス・メンテン式等を用いて、その酵素が触媒する酵素反応の、１分あたりに反応する濃度（量）を示す反応濃度（つまり反応速度と等価である）を算出し、ステップＳ４３において、化学反応させられる物質である基質の１分後の濃度（１分後の基質濃度）を算出し、ステップＳ４４において、算出した基質濃度と反応濃度に基づいて、化学反応により基質から生成される物質である生成物質の１分後の濃度（１分後の生成物濃度）を算出する。
【００８９】
ステップＳ４５において、繰り返し制御部１６７は、全ての酵素について反応濃度、基質濃度、および生成物濃度を算出したか否かを判定し、処理対象の酵素ネットワーク１８１の中に、未処理の酵素が存在すると判定した場合、処理をステップＳ４１に戻し、それ以降の処理を繰り返すように制御する。
【００９０】
また、ステップＳ４５において、全ての酵素について各濃度を算出した、つまり、１分間分のシミュレーションが終了したと判定した場合、繰り返し制御部１６７は、処理をステップＳ４６に進める。ステップＳ４６において、排出量算出部１６４は、全ての酵素について各濃度を求めることにより算出された排出物質の排出量を、保持している総排出量に加算する。
【００９１】
ステップＳ４７において、繰り返し制御部１６７は、６０分間分のシミュレーションを行い、６０分後の排出量を算出したか否かを判定し、まだ６０分後の排出量を算出していないと判定した場合、処理をステップＳ４１に戻し、それ以降の処理を繰り返すように制御する。そして、ステップＳ４７において、６０分後の排出量を算出したと判定した場合、繰り返し制御部１６７は、排出量算出処理を終了し、処理を図４のステップＳ７に戻し、ステップＳ８以降の処理を実行させる。
【００９２】
以上においては、排出量算出部１６４が、１分ずつのシミュレーションを６０回行うことにより、６０分後の排出量を算出するように説明したが、シミュレーションする時間および方法は任意である。例えば、１０分ずつのシミュレーションが６回行われるようにしてもよいし、秒単位のシミュレーションを繰り返すようにしてもよいし、１２０分後の排出量を算出するようにしてもよいし、２４時間後の排出量を算出するようにしてもよい。もちろん、これら以外の時間を適用するようにしてもよい。
【００９３】
以上のように、酵素の構成比を変更しながら排出量の算出を繰り返し行い、排出量が最大となる酵素ネットワークにおいて酵素反応が行われなかった経路を削除（淘汰）し、さらに排出量の算出を繰り返すことにより、情報処理システム１００は、より効率のよい酵素ネットワークを特定することができる。これにより、ユーザは、より効率のよい酵素ネットワークを容易に特定することができる。
【００９４】
なお、酵素割り当て部１６３が、割り当ての際に、任意に選択される所定の割合の酵素の構成比をゼロとすることにより、経路の削除（淘汰）を活性化させることができるので、情報処理システム１００は、より効率のよい酵素ネットワークを特定することができる。
【００９５】
また、不要経路削除部１６２が排出物質の生成に不要な経路を予め削除することにより、シミュレーション処理の負荷およびシミュレーション時間を低減させることができる。
【００９６】
さらに、表示制御部１６８がシミュレーション結果を表示部１１３に表示させることにより、ユーザは、容易にシミュレーション結果を把握することができる。
【００９７】
また、記憶制御部１６９がシミュレーション結果を作成データデータベース１２２に記憶させることにより、ユーザは、シミュレーション後任意のタイミングでシミュレーション結果を確認することができる。また、シミュレーション結果の他の処理への利用も任意のタイミングで可能となる。
【００９８】
以下に、以上のようなシミュレーションにより求めた酵素ネットワークの例について説明する。
【００９９】
図７は、図１の情報処理システム１００により特定された酵素ネットワークの例を示す図である。図７に示される酵素ネットワーク２００は、出発物質をグルコース、排出物質をCO2とする代謝ネットワークを形成し、グルコースから効率よくCO2を生成して排出する。また、その代謝の過程において電子を放出する。つまり、酵素ネットワーク２００は、グルコースから効率よく電子を生成するので、バイオ燃料電池用の酵素ネットワークとして用いるのに好適である。
【０１００】
図７の酵素ネットワーク２００の構成について、まず、概要を説明する。図７においては、酵素ネットワーク２００の代謝経路が矢印（エッジ）で示されている。そのエッジで結ばれる、図中四角で示されるノードは、基質や酵素等を示す。つまり、図７において、酵素ネットワーク２００は、各酵素による酵素反応の連なりとして示されている。具体的には、基本的に１つの酵素反応が以下の式（３）のように示されており、酵素ネットワーク２００は、複数の式（３）が互いに結び付けられた構成となっている。
【０１０１】
Ｓ→（Ｅ＋Ｓ）→（Ｅ＋Ｐ）→Ｐ  ・・・（３）
【０１０２】
式（３）において、Ｓは基質、Ｅは酵素、Ｐは生成物を示す。つまり、３つのエッジ（４つのノード）により１つの酵素反応の各過程を示している。ただし、図７において、基質や生成物には、補酵素等の共通物質等も含まれる。また、図７に示されるように矢印（エッジ）の向きは逆方向もありうる。図７において、例えば、ノード２１１やノード２１４のように白四角で示されるノードが、式（３）のＳやＰの項を示しており、例えば、ノード２１２やノード２１３のような灰色四角で示されるノードが、式（３）の（Ｅ＋Ｓ）や（Ｅ＋Ｐ）の項を示している。つまり、図７に示されるように、酵素ネットワーク２００は、基質や生成物を共通とする酵素反応同士が結び付けられたものである。
【０１０３】
図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を図８乃至図１６に示す。これらを参照して酵素ネットワーク２００の構成についてより具体的に説明する。
【０１０４】
図８の範囲３０１に記載されるリストは、酵素ネットワーク２００において行われる各酵素反応をリスト化したものであり、各行は、式（３）における（Ｅ＋Ｓ）→（Ｅ＋Ｐ）の部分を示している。例えば、上から２行目の「2.7.1.2[ATP,D-Glucose]→2.7.1.2[ADP,D-Glucose 60phosphate]」は、図７のノード２１２からノード２１３への化学反応を示している。これらの詳細については、図９乃至図１６に記載されているので、それらを参照して後述する。
【０１０５】
図８の範囲３０２には、最終的な生成物（排出物質）とその濃度（排出量）が示されている。
【０１０６】
図９乃至図１６には酵素反応の詳細が示されている。図９乃至図１６の範囲３１１乃至範囲３３６の構成は基本的に共通であるので、まず、その構成について、図９の範囲３１１を参照して説明する。
【０１０７】
上から１行目の「ID」には、酵素のIDが示されている。このIDは、各酵素を識別する識別情報であり、所謂EC番号である。EC番号は、国際生化学連合の酵素委員会によって付与されるIDであり、４つの番号の組み合わせよりなる。酵素は、酵素を反応特異性と基質特異性の違いによって分類される。EC番号は酵素がこの分類のどこに属するかを示すものである。４つの数字のうち左から右に向かって細分化されている。なお、酵素には、さらに基質分子の名称と反応の名称を連結した系統名が付される。なお、一部の酵素には、基質の一部を省略したりして短縮された常用名が用いられることもある。
【０１０８】
本実施の形態においては、EC番号を用いて酵素を識別する。ただし、酵素ネットワークデータベース１２１内において各酵素を識別可能であれば、どのような識別情報を用いて酵素を識別するようにしてもよい。
【０１０９】
上から２行目の「Reaction」には、酵素反応式が示されている。これは、図８の範囲３０１に記述されるリストと同様であり、式（３）のにおける（Ｅ＋Ｓ）→（Ｅ＋Ｐ）の部分を示している。範囲３１１乃至範囲３３６の各範囲の記述は、このReaction単位の情報を記述したものである。なお、酵素によっては逆向きに反応することもあるので、１つの酵素に対して２つのReactionが存在する場合もある。その場合、２つの範囲を用いてそれぞれのReactionについて記述されている。
【０１１０】
上から３行目の「Michaelis Constant」は、この酵素反応のミカエリス定数を示している。各酵素反応のミカエリス定数は酵素ネットワークデータベース１２１に予め登録されている。なお、本実施の形態においては、酵素ネットワークデータベース１２１として、ドイツのCologne大学のBrendaを用いている。つまり、ミカエリス定数の値は、Brendaにおいて定義される値が用いられている。
【０１１１】
上から４行目の「Turnover Number」は、この酵素反応のターンオーバ数を示している。このターンオーバ数もミカエリス定数と同様に、酵素ネットワークデータベース１２１において定義されており、本実施の形態においては、Brendaにおいて定義されている値を用いている。
【０１１２】
上から５行目の「Specific Activity」は、この酵素反応の固有の活動度を示している。この固有の活動度もターンオーバ数やミカエリス定数と同様に、酵素ネットワークデータベース１２１において定義されており、本実施の形態においては、Brendaにおいて定義されている値を用いている。
【０１１３】
上から６行目の「Organism」は、自然界においてその酵素が存在する生物名のリストである。下から２行目の「Amount」は、その酵素の割当量（濃度）を示している。なお、図９乃至図１６には、各酵素の、排出物質の排出量が最大値をとるときの割当量（濃度）が示されている。下から１行目の「Traffic」は、その酵素反応の反応濃度を示している。この反応速度は、ミカエリス定数、ターンオーバ数、基質濃度、酵素の割当量等に基づいて、排出量算出部１６４が算出した値である。
【０１１４】
以上のような構成で情報が記述された範囲３１１乃至範囲３３６を参照しながら、図７の構成を説明する。
【０１１５】
図７において、ノード２１１は、出発物質であり、ノード２１２からノード２１３への酵素反応の基質である「D-Glucose」を示す。なお、出発物質の濃度は、「40000.0 nmol」とする。
【０１１６】
ノード２１２からノード２１３への酵素反応についての情報は、図９の範囲３１１に記述される。つまり、ノード２１２は、ID「2.7.1.2」の酵素（glucokinase）、並びに、この酵素反応の基質である「D-Glucose」および「ATP」を示し、ノード２１３は、ID「2.7.1.2」の酵素（glucokinase）、並びに、この酵素反応の生成物である「ADP」および「D-Glucose 6-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.028 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「410.0 /s」であり、固有の活動度は「370.0 umol/min/mg」である。この酵素（2.7.1.2）は、例えば、大腸菌、バクテリア、ドブネズミ、および人などから採取することができる。また、この酵素（2.7.1.2）の割当量（濃度）は、「6.344967267689803 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「40000.0 nmol」であった。
【０１１７】
ノード２１４は、ノード２１２からノード２１３への酵素反応の生成物である「D-Glucose 6-phosphate」を示す。なお、このノード２１４（D-Glucose 6-phosphate）は、ノード２１５からノード２１６への酵素反応の基質、並びに、ノード２１６からノード２１５への酵素反応の生成物でもある。
【０１１８】
ノード２１５からノード２１６への酵素反応についての情報は、図１４の範囲３３０に記述される。つまり、ノード２１５は、ID「1.1.1.49」の酵素（glucose-6-phosphate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の基質である「NADP+」および「D-Glucose 6-phosphate」を示し、ノード２１６は、ID「1.1.1.49」の酵素（glucose-6-phosphate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の生成物である「NADPH」、「h」、「D-Glucono-1」、および「5-lactone 6-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「1.2000000000000002E-5 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「30100.0 /s」であり、固有の活動度は「790.0 umol/min/mg」である。この酵素（1.1.1.49）は、例えば、グリーンピース、トウモロコシ、イノシシ、カンジダカビ、バクテリア、ドブネズミ、イヌ、ウシ、および人などから採取することができる。また、この酵素（1.1.1.49）の割当量（濃度）は、「5.723009684711666 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「40000.0 nmol」であった。
【０１１９】
ノード２１６からノード２１５への酵素反応についての情報は、図１４の範囲３３１に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.014 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「0.0 nmol」であった。
【０１２０】
ノード２１７は、ノード２１５からノード２１６への酵素反応の生成物である「D-Glucono-1」および「5-lactone 6-phosphate」を示す。なお、このノード２１７（D-Glucono-1および5-lactone 6-phosphate）は、ノード２１６からノード２１５への酵素反応の基質、並びに、ノード２１８からノード２１９への酵素反応の基質でもある。
【０１２１】
ノード２１８からノード２１９への酵素反応についての情報は、図１３の範囲３２６に記述される。つまり、ノード２１８は、ID「3.1.1.31」の酵素（6-phosphogluconolactonase）、並びに、この酵素反応の基質である「H20」、「D-Glucono-1」、および「5-lactone 6-phosphate」を示し、ノード２１９は、ID「3.1.1.31」の酵素（6-phosphogluconolactonase）、並びに、この酵素反応の生成物である「6-Phospho-D-gluconate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.08 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「6753.0 umol/min/mg」である。この酵素（3.1.1.31）は、例えば、ドブネズミ、ヒト、ウシ、および大腸菌などから採取することができる。また、この酵素（3.1.1.31）の割当量（濃度）は、「7.107184800310227 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「40000.0 nmol」であった。
【０１２２】
ノード２２０は、ノード２１８からノード２１９への酵素反応の生成物である「6-Phospho-D-gluconate」を示す。なお、このノード２２０（6-Phospho-D-gluconate）は、ノード２２１からノード２２２への酵素反応の基質でもある。
【０１２３】
ノード２２１からノード２２２への酵素反応についての情報は、図１６の範囲３３６に記述される。つまり、ノード２２１は、ID「4.2.1.12」（phosphogluconate dehydratase）の酵素、並びに、この酵素反応の基質である「6-Phospho-D-gluconate」を示し、ノード２２２は、ID「4.2.1.12」の酵素（phosphogluconate dehydratase）、並びに、この酵素反応の生成物である「H20」および「2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.04 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」である。この酵素（4.2.1.12）は、例えば、根粒菌、大腸菌、およびカンジダカビなどから採取することができる。また、この酵素（4.2.1.12）の割当量（濃度）は、「3.3411991914852237 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「40000.0 nmol」であった。
【０１２４】
ノード２２３は、ノード２２１からノード２２２への酵素反応の生成物である「2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate」を示す。なお、このノード２２３（2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate）は、ノード２２４からノード２２５への酵素反応の基質、並びに、ノード２２５からノード２２４への酵素反応の基質でもある。
【０１２５】
ノード２２４からノード２２５への酵素反応についての情報は、図１５の範囲３３４に記述される。つまり、ノード２２４は、ID「4.1.2.14」の酵素（2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase）、並びに、この酵素反応の基質である「2-Dehydro-3-deoxy-6-phospho-D-gluconate」を示し、ノード２２５は、ID「4.1.2.14」の酵素（2-dehydro-3-deoxy-phosphogluconate aldolase）、並びに、この酵素反応の生成物である「Pyruvate」および「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0060 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「533.0 /s」であり、固有の活動度は「625.0 umol/min/mg」である。この酵素（4.1.2.14）は、例えば、根粒菌や大腸菌などから採取することができる。また、この酵素（4.1.2.14）の割当量（濃度）は、「1.459436730959706 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「40000.0 nmol」であった。
【０１２６】
ノード２２５からノード２２４への酵素反応についての情報は、図１６の範囲３３５に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「10.0 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「6.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「0.0 nmol」であった。
【０１２７】
ノード２２６は、ノード２２４からノード２２５への酵素反応の生成物である「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示す。なお、このノード２２６（(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propana）は、ノード２２５からノード２２４への酵素反応の基質、ノード２２８からノード２２９への酵素反応の基質、並びに、ノード２２９からノード２２８への酵素反応の生成物でもある。
【０１２８】
ノード２２８からノード２２９への酵素反応についての情報は、図１０の範囲３１６に記述される。つまり、ノード２２８は、ID「1.2.1.9」の酵素（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の基質である「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」、「NADP+」、および「H2O」を示し、ノード２２９は、ID「1.2.1.9」の酵素（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の生成物である「3-Phospho-D-glycerate」、「NADPH」、および、２つの「h」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.017 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「103.0 /s」であり、固有の活動度は「150.5 umol/min/mg」である。この酵素（1.2.1.9）は、例えば、グリーンピース、バクテリア、トウモロコシ、ムギ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素（1.2.1.9）の割当量（濃度）は、「6.260318661362094 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「47510.533612162806 nmol」であった。
【０１２９】
ノード２２９からノード２２８への酵素反応についての情報は、図１０の範囲３１７に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.062 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「7510.533612162805 nmol」であった。
【０１３０】
ノード２３０は、ノード２２８からノード２２９への酵素反応の生成物である「3-Phospho-D-glycerate」を示す。なお、このノード２３０（3-Phospho-D-glycerate）は、ノード２２９からノード２２８への酵素反応の基質、ノード２３７からノード２３８への酵素反応の生成物、ノード２３８からノード２３７への酵素反応の基質、ノード２３９からノード２４０への酵素反応の基質、並びに、ノード２４０からノード２３９への酵素反応の生成物でもある。
【０１３１】
ノード２２７は、ノード２２４からノード２２５への酵素反応の生成物である「Pyruvate」を示す。なお、このノード２２６（Pyruvate）は、ノード２２５からノード２２４への酵素反応の基質、ノード２３１からノード２３２への酵素反応の基質、ノード２３２からノード２３１への酵素反応の生成物、ノード２６２からノード２６３への酵素反応の生成物、ノード２６３からノード２６２への酵素反応の基質、並びに、ノード２６４からノード２６５への酵素反応の基質でもある。
【０１３２】
ノード２３１からノード２３２への酵素反応についての情報は、図１３の範囲３２８に記述される。つまり、ノード２３１は、ID「2.7.1.40」の酵素（pyruvate kinase）、並びに、この酵素反応の基質である「ATP」および「Pyruvate」を示し、ノード２３２は、ID「2.7.1.40」の酵素（pyruvate kinase）、並びに、この酵素反応の生成物である「ADP」および「Phosphoenolpyruvate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.48 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「1685.0 umol/min/mg」である。この酵素（2.7.1.40）は、例えば、イノシシ、バクテリア、サルモネラ菌、ホウレンソウ、ウシ、カイウサギ、イヌ、ミドリムシ、ヒト、ドブネズミ、および大腸菌などから採取することができる。また、この酵素（2.7.1.40）の割当量（濃度）は、「5.644579048497802 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「93983.78606942232 nmol」であった。
【０１３３】
ノード２３２からノード２３１への酵素反応についての情報は、図１４の範囲３２９に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.03 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「232.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「60916.44483227227 nmol」であった。
【０１３４】
ノード２３３は、ノード２３１からノード２３２への酵素反応の生成物である「Phosphoenolpyruvate」を示す。なお、このノード２３３（Phosphoenolpyruvate）は、ノード２３２からノード２３１への酵素反応の基質、ノード２３４からノード２３５への酵素反応の基質、並びに、ノード２３５からノード２３４への酵素反応の生成物でもある。
【０１３５】
ノード２３４からノード２３５への酵素反応についての情報は、図９の範囲３１３に記述される。つまり、ノード２３４は、ID「4.2.1.11」の酵素（phosphopyruvate hydratase）、並びに、この酵素反応の基質である「Phosphoenolpyruvate」および「H2O」を示し、ノード２３５は、ID「4.2.1.11」の酵素（phosphopyruvate hydratase）、並びに、この酵素反応の生成物である「2-Phospho-D-glycerate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.11 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。この酵素（4.2.1.11）は、例えば、トウモロコシ、イノシシ、カンジダカビ、カイウサギ、バクテリア、ドブネズミ、イヌ、ウシ、大腸菌、およびヒトなどから採取することができる。また、この酵素（4.2.1.11）の割当量（濃度）は、「5.677655768238286 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「39875.078162698206 nmol」であった。
【０１３６】
ノード２３５からノード２３４への酵素反応についての情報は、図９の範囲３１２に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「230.0 /s」であり、固有の活動度は「1118.0 umol/min/mg」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「6807.736925548192 nmol」であった。
【０１３７】
ノード２３６は、ノード２３４からノード２３５への酵素反応の生成物である「2-Phospho-D-glycerate」を示す。なお、このノード２３３（2-Phospho-D-glycerate）は、ノード２３５からノード２３４への酵素反応の基質、ノード２３７からノード２３８への酵素反応の基質、並びに、ノード２３８からノード２３７への酵素反応の生成物でもある。
【０１３８】
ノード２３７からノード２３８への酵素反応についての情報は、図１５の範囲３３２に記述される。つまり、ノード２３７は、ID「5.4.2.1」の酵素（phosphoglycerate mutase）、並びに、この酵素反応の基質である「2-Phospho-D-glycerate」を示し、ノード２３８は、ID「5.4.2.1」の酵素（phosphoglycerate mutase）、並びに、この酵素反応の生成物である「3-Phospho-D-glycerate」を示す。なお、この生成物「3-Phospho-D-glycerate」は、上述したノード２３０に示される。また、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.041 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「199.0 /s」であり、固有の活動度は「2880.0 umol/min/mg」である。この酵素（5.4.2.1）は、例えば、トウモロコシ、ムギ、イノシシ、線虫、カイウサギ、バクテリア、ドブネズミ、ウシ、大腸菌、イネ、ヒト、およびカンジダカビなどから採取することができる。また、この酵素（5.4.2.1）の割当量（濃度）は、「5.5627079024453545 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「63015.941943861675 nmol」であった。
【０１３９】
ノード２３８からノード２３７への酵素反応についての情報は、図１５の範囲３３３に記述される。なお、この酵素反応の基質である「3-Phospho-D-glycerate」は、上述したノード２３０に示される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.026 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「530.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「29948.60070671166 nmol」であった。
【０１４０】
ノード２３９からノード２４０への酵素反応についての情報は、図１２の範囲３２５に記述される。なお、この酵素反応の基質は、上述したノード２３０に示される。つまり、ノード２３９は、ID「3.1.3.38」の酵素（3-phosphoglycerate phosphatase）、並びに、この酵素反応の基質である「3-Phospho-D-glycerate」および「H2O」を示し、ノード２４０は、ID「3.1.3.38」の酵素（3-phosphoglycerate phosphatase）、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Glycerate」および「Orthophosphate」を示す。また、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.28 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「740.0 umol/min/mg」である。この酵素（3.1.3.38）は、例えば、グリーンピース、トウモロコシ、アルファルファ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素（3.1.3.38）の割当量（濃度）は、「2.938928995971154 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「73067.34123715002 nmol」であった。
【０１４１】
ノード２４１は、ノード２３９からノード２４０への酵素反応の生成物である「Orthophosphate」を示す。また、ノード２４２は、ノード２３９からノード２４０への酵素反応の生成物である「D-Glycerate」を示す。なお、このノード２４２（D-Glycerate）は、ノード２４３からノード２４４への酵素反応の基質、並びに、ノード２４４からノード２４３への酵素反応の生成物でもある。
【０１４２】
ノード２４３からノード２４４への酵素反応についての情報は、図１１の範囲３１８に記述される。つまり、ノード２４３は、ID「1.1.1.81」の酵素（hydroxypyruvate reductase）、並びに、この酵素反応の基質である「D-Glycerate」および「NADP+」を示し、ノード２４４は、ID「1.1.1.81」の酵素（hydroxypyruvate reductase）、並びに、この酵素反応の生成物である「Hydroxypyruvate」、「NADPH」、および「h」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.037 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「943.0 umol/min/mg」である。この酵素（1.1.1.81）は、例えば、グリーンピース、トウモロコシ、ドブネズミ、イノシシ、ウシ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素（1.1.1.81）の割当量（濃度）は、「20.00797589129738 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「354833.7646339715 nmol」であった。
【０１４３】
ノード２４４からノード２４３への酵素反応についての情報は、図１１の範囲３１９に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.015 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「281766.4233968215 nmol」であった。
【０１４４】
ノード２４５は、ノード２４３からノード２４４への酵素反応の生成物である「Hydroxypyruvate」を示す。なお、このノード２４５（Hydroxypyruvate）は、ノード２４４からノード２４３への酵素反応の基質、並びに、ノード２４６からノード２４７への酵素反応の基質でもある。
【０１４５】
ノード２４６からノード２４７への酵素反応についての情報は、図１３の範囲３２７に記述される。つまり、ノード２４６は、ID「4.1.1.40」の酵素（hydroxypyruvate decarboxylase）、並びに、この酵素反応の基質である「Hydroxypyruvate」を示し、ノード２４７は、ID「4.1.1.40」の酵素（hydroxypyruvate decarboxylase）、並びに、この酵素反応の生成物である「Glycolaldehyde」および「CO2」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「1.0 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」である。この酵素（4.1.1.40）は、例えば、イヌ、ウシ、カイウサギ、ドブネズミ、およびイノシシなどから採取することができる。また、この酵素（4.1.1.40）の割当量（濃度）は、「4.032799046786325 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「73067.34123715002 nmol」であった。
【０１４６】
ノード２４８は、ノード２４６からノード２４７への酵素反応の生成物である「Glycolaldehyde」を示す。なお、このノード２４８（Glycolaldehyde）は、ノード２４９からノード２５１への酵素反応の基質、並びに、ノード２５１からノード２４９への酵素反応の基質でもある。
【０１４７】
また、ノード２５０は、ノード２４９からノード２５１への酵素反応の基質、および、ノード２５１からノード２４９への酵素反応の生成物である「NAD+」を示す。
【０１４８】
ノード２４９からノード２５１への酵素反応についての情報は、図１０の範囲３１４に記述される。つまり、ノード２４９は、ID「1.2.1.21」の酵素（glycolaldehyde dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の基質である「Glycolaldehyde」、「NAD+」、および「H2O」を示し、ノード２５１は、ID「1.2.1.21」の酵素（glycolaldehyde dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の生成物である「Glycolate」、「NADH」、および２つの「h」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は「0.027 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「100.0 /s」であり、固有の活動度は「30.5 umol/min/mg」である。この酵素（1.2.1.21）は、例えば、バクテリア、サルモネラ菌、および大腸菌などから採取することができる。また、この酵素（1.2.1.21）の割当量（濃度）は、「7.061585889861108 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「105296.45600275489 nmol」であった。
【０１４９】
ノード２５１からノード２４９への酵素反応についての情報は、図１０の範囲３１５に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「5.9000000000000025E-8 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「32229.114765604863 nmol」であった。
【０１５０】
ノード２５２は、ノード２４９からノード２５１への酵素反応の生成物、および、ノード２５１からノード２４９への酵素反応の基質である「NADH」を示す。
【０１５１】
また、ノード２５３は、ノード２４９からノード２５１への酵素反応の生成物、および、ノード２５１からノード２４９への酵素反応の基質である「Glycolate」を示す。なお、このノード２５３（Glycolate）は、ノード２５４からノード２５６への酵素反応の基質でもある。
【０１５２】
ノード２５４からノード２５６への酵素反応についての情報は、図１１の範囲３２０に記述される。つまり、ノード２５４は、ID「1.1.99.14」の酵素（glycolate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の基質である「Glycolate」および「Acceptor」を示し、ノード２５６は、ID「1.1.99.14」の酵素（glycolate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の生成物である「Glyoxylate」および「Reduced acceptor」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は「0.04 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「100.0 /s」であり、固有の活動度は「3.1 umol/min/mg」である。この酵素（1.1.99.14）は、例えば、ドナリエラ藻、ミドリムシ、およびシロイヌナズナなどから採取することができる。また、この酵素（1.1.99.14）の割当量（濃度）は、「6.219569206751489 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「73067.34123715002 nmol」であった。
【０１５３】
ノード２５５は、ノード２５４からノード２５６への酵素反応の基質である「Acceptor」を示す。
【０１５４】
ノード２５７は、ノード２５４からノード２５６への酵素反応の生成物である「Reduced acceptor」を示す。
【０１５５】
ノード２５８は、ノード２５４からノード２５６への酵素反応の生成物である「Glyoxylate」を示す。なお、このノード２５８（Glyoxylate）は、ノード２５９からノード２６０への酵素反応の基質でもある。
【０１５６】
ノード２５９からノード２６０への酵素反応についての情報は、図１１の範囲３２１に記述される。つまり、ノード２５９は、ID「2.3.3.9」の酵素（malate synthase）、並びに、この酵素反応の基質である「Acetyl-CoA」、「H2O」、および「Glyoxylate」を示し、ノード２６０は、ID「2.3.3.9」の酵素（malate synthase）、並びに、この酵素反応の生成物である「(S)-Malate」および「CoA」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は「5.9E-4 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「161.0 /s」であり、固有の活動度は「25090.0 umol/min/mg」である。この酵素（2.3.3.9）は、例えば、ドナリエラ藻、ミドリムシ、およびシロイヌナズナなどから採取することができる。また、この酵素（2.3.3.9）の割当量（濃度）は、「6.1659687812423245 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「73067.34123715002 nmol」であった。
【０１５７】
ノード２６１は、ノード２５９からノード２６０への酵素反応の生成物である「(S)-Malate」を示す。なお、このノード２６１（(S)-Malate）は、ノード２６２からノード２６３への酵素反応の基質、および、ノード２６３からノード２６２への酵素反応の生成物でもある。
【０１５８】
ノード２６２からノード２６３への酵素反応についての情報は、図１２の範囲３２２に記述される。つまり、ノード２６２は、ID「1.1.1.40」の酵素（malate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の基質である「(S)-Malate」および「NADP+」を示し、ノード２６３は、ID「1.1.1.40」の酵素（malate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の生成物である「Pyruvate」、「CO2」、および「NADPH」を示す。なお、この生成物「Pyruvate」は、上述したノード２２７に示される。この酵素反応のミカエリス定数は「0.00118 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「582.0 /s」であり、固有の活動度は「7910.0 umol/min/mg」である。この酵素（1.1.1.40）は、例えば、トウモロコシ、イノシシ、カイウサギ、根粒菌、ヒト、ムギ、ドブネズミ、およびウシなどから採取することができる。また、この酵素（1.1.1.40）の割当量（濃度）は、「5.307051508393477 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「73067.34123715002 nmol」であった。
【０１５９】
ノード２６３からノード２６２への酵素反応についての情報は、図１２の範囲３２３に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0020 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「0.0 nmol」であった。
【０１６０】
ノード２６４からノード２６５への酵素反応についての情報は、図１２の範囲３２４に記述される。つまり、ノード２６４は、ID「1.2.1.51」の酵素（pyruvate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の基質である「Pyruvate」、「CoA」、および「NADP+」を示し、ノード２６５は、ID「1.2.1.51」の酵素（pyruvate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の生成物である「Acetyl-CoA」、「CO2」、および「NADPH」を示す。なお、この基質「Pyruvate」は、上述したノード２２７に示される。この酵素反応のミカエリス定数は「0.0066 mmol/l」であり、ターンオーバ数は「100.0 /s」であり、固有の活動度は「15.3 umol/min/mg」である。この酵素（1.2.1.51）は、例えば、ミドリムシなどから採取することができる。また、この酵素（1.2.1.51）の割当量（濃度）は、「1.145061623996569 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「80000.0 nmol」であった。
【０１６１】
ノード２６６は、ノード２６４からノード２６５への酵素反応の生成物である「Acetyl-CoA」を示す。なお、このノード２６６（Acetyl-CoA）は、ノード２５９からノード２６０への酵素反応の基質でもある。
【０１６２】
以上のような構成のシミュレーション結果が図１６の範囲３３７に示される。出発物質を「D-Glucose」とし、排出物質を「CO2」として、６０分後の排出量を算出させたところ、排出量の最大値は、「226134.6824743001 nmol」であった。
【０１６３】
この酵素ネットワーク２００の効率を、既知の代謝経路であるペントースリン酸回路と比較する。
【０１６４】
図１７は、ペントースリン酸回路の構成例を示す図である。図１７において、ペントースリン酸回路４００の表記方法は、基本的に図７の酵素ネットワーク２００の場合と同様であるのでその説明は省略する。
【０１６５】
図１７のペントースリン酸回路４００のシミュレーション結果は、図１８乃至図２３に示される。これらを参照してペントースリン酸回路４００の構成についてより具体的に説明する。
【０１６６】
図１８の範囲５０１に記載されるリストは、ペントースリン酸回路４００において行われる各酵素反応をリスト化したものである。記載のフォーマットは、図８の場合と同様であるので説明を省略する。
【０１６７】
図１８の範囲５０２には、最終的な生成物（排出物質）とその濃度（排出量）が示されている。
【０１６８】
図１９乃至図２３には酵素反応の詳細が示されている。図１９乃至図２３の範囲５１１乃至範囲５２７の構成は基本的に、図９乃至図１６の場合と共通である。
【０１６９】
以上のような構成で情報が記述された範囲５１１乃至範囲５２７を参照しながら、図１７の構成を説明する。
【０１７０】
図１７において、ノード４１１は、出発物質であり、ノード４１３からノード４１４への酵素反応の基質である「D-Glucose」を示す。なお、出発物質の濃度は、「40000.0 nmol」とする。
【０１７１】
また、ノード４１２は、ノード４１３からノード４１４への酵素反応の基質である「ATP」を示す。
【０１７２】
ノード４１３からノード４１４への酵素反応についての情報は、図１９の範囲５１３に記述される。ノード４１３は、ID「2.7.1.2」の酵素（glucokinase）、並びに、この酵素反応の基質である「D-Glucose」および「ATP」を示し、ノード４１４は、ID「2.7.1.2」（glucokinase）の酵素、並びに、この酵素反応の生成物である「ADP」および「D-Glucose 6-phosphate」を示す。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「40000.0 nmol」であった。
【０１７３】
ノード４１５は、ノード４１３からノード４１４への酵素反応の生成物である「ADP」を示す。
【０１７４】
また、ノード４１６は、ノード４１３からノード４１４への酵素反応の生成物である「D-Glucose 6-phosphate」を示す。なお、このノード（D-Glucose 6-phosphate）は、ノード４１７からノード４１８への酵素反応の基質、ノード４１８からノード４１７への酵素反応の生成物、ノード４４５からノード４４６への酵素反応の生成物、並びに、ノード４４６からノード４４５への酵素反応の基質でもある。
【０１７５】
ノード４１７からノード４１８への酵素反応についての情報は、図２２の範囲５２１に記述される。ノード４１７は、ID「1.1.1.49」の酵素（glucose-6-phosphate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の基質である「NADP+」および「D-Glucose 6-phosphate」を示し、ノード４１８は、ID「1.1.1.49」の酵素（glucose-6-phosphate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の生成物である「NADPH」、「h」、「D-Glucono-1」、および「5-lactone 6-phosphate」を示す。また、この酵素（1.1.1.49）の割当量（濃度）は、「0.974925718932978 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「107162.98046962103 nmol」であった。
【０１７６】
ノード４１８からノード４１７への酵素反応についての情報は、図２２の範囲５２２に記述される。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「10524.11222672474 nmol」であった。
【０１７７】
ノード４１９は、ノード４１７からノード４１８への酵素反応の生成物である「h」を示す。なお、このノード４１９（h）は、ノード４１８からノード４１７への酵素反応の基質でもある。
【０１７８】
ノード４２０は、ノード４１７からノード４１８への酵素反応の生成物である「D-Glucono-1」および「5-lactone 6-phosphate」を示す。なお、このノード４２０（D-Glucono-1および5-lactone 6-phosphate）は、ノード４２２からノード４２３への酵素反応の基質でもある。
【０１７９】
ノード４２１は、ノード４２２からノード４２３への酵素反応の基質である「H2O」を示す。
【０１８０】
ノード４２２からノード４２３への酵素反応についての情報は、図２０の範囲５１６に記述される。ノード４２２は、ID「3.1.1.31」の酵素（6-phosphogluconolactonase）、並びに、この酵素反応の基質である「H20」、「D-Glucono-1」、および「5-lactone 6-phosphate」を示し、ノード４２３は、ID「3.1.1.31」の酵素（6-phosphogluconolactonase）、並びに、この酵素反応の生成物である「6-Phospho-D-gluconate」を示す。また、この酵素（3.1.1.31）の割当量（濃度）は、「7.7214390937079305 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「96638.8682428963 nmol」であった。
【０１８１】
ノード４２４は、ノード４２２からノード４２３への酵素反応の生成物である「6-Phospho-D-gluconate」を示す。なお、このノード４２４（6-Phospho-D-gluconate）は、ノード４２５からノード４２６への酵素反応の基質、並びに、ノード４２６からノード４２５への酵素反応の生成物でもある。
【０１８２】
ノード４２５からノード４２６への酵素反応についての情報は、図２０の範囲５１４に記述される。ノード４２５は、ID「1.1.1.44」の酵素（phosphogluconate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の基質である「6-Phospho-D-gluconate」および「NADP+」を示し、ノード４２６は、ID「1.1.1.44」の酵素（phosphogluconate dehydrogenase）、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Ribulose」、「5-phosphate」、「CO2」、および「NADPH」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0060 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「98.0 /s」であり、固有の活動度は「175.0 umol/min/mg」である。この酵素（1.1.1.44）は、例えば、グリーンピース、ドブネズミ、イノシシ、バクテリア、カイウサギ、サルモネラ菌、ヒト、ホウレンソウ、カンジダカビ、イネ、および、大腸菌などから採取することができる。また、この酵素（1.1.1.44）の割当量（濃度）は、「1.032908096565134 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「96638.8682428963 nmol」であった。
【０１８３】
ノード４２６からノード４２５への酵素反応についての情報は、図２０の範囲５１５に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「2.2E-4 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「0.0 nmol」であった。
【０１８４】
ノード４２７は、ノード４２５からノード４２６への酵素反応の生成物である「CO2」を示す。なお、このノード４２７（CO2）は、ノード４２６からノード４２５への酵素反応の基質でもある。
【０１８５】
ノード４２８は、ノード４２５からノード４２６への酵素反応の生成物である「D-Ribulose 5-phosphate」を示す。なお、このノード４２８（D-Ribulose 5-phosphate）は、ノード４２９からノード４３０への酵素反応の基質、ノード４３２からノード４３３への基質、および、ノード４３３からノード４３２への酵素反応の生成物でもある。
【０１８６】
ノード４２９からノード４３０への酵素反応についての情報は、図２３の範囲５２７に記述される。ノード４２９は、ID「5.1.3.1」の酵素（ribulose-phosphate 3-epimerase）、並びに、この酵素反応の基質である「D-Ribulose 5-phosphate」を示し、ノード４３０は、ID「5.1.3.1」の酵素（ribulose-phosphate 3-epimerase）、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Xylulose 5-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.19 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「7100.0 /s」であり、固有の活動度は「11610.0 umol/min/mg」である。この酵素（5.1.3.1）は、例えば、イネ、バクテリア、ドブネズミ、ホウレンソウ、ウシ、大腸菌、カイウサギ、イネ、およびヒトなどから採取することができる。また、この酵素（5.1.3.1）の割当量（濃度）は、「62.774954936062876 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「68319.43412144815 nmol」であった。
【０１８７】
ノード４３１は、ノード４２９からノード４３０への酵素反応の生成物である「D-Xylulose 5-phosphate」を示す。なお、このノード４３１（D-Xylulose 5-phosphate）は、ノード４３５からノード４３６への酵素反応の基質、ノード４３６からノード４３５への酵素反応の生成物、ノード４３９からノード４４１への酵素反応の基質、並びに、ノード４４１からノード４３９への酵素反応の生成物でもある。
【０１８８】
ノード４３２からノード４３３への酵素反応についての情報は、図１９の範囲５１１に記述される。ノード４３２は、ID「5.3.1.6」の酵素（ribose-5-phosphate isomerase）、並びに、この酵素反応の基質である「D-Ribulose 5-phosphate」を示し、ノード４３３は、ID「5.3.1.6」の酵素（ribose-5-phosphate isomerase）、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Ribulose 5-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.108 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「3440.0 /s」であり、固有の活動度は「1700.0 umol/min/mg」である。この酵素（5.3.1.6）は、例えば、グリーンピース、ドブネズミ、イノシシ、ウシ、大腸菌、ヒト、カンジダカビ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素（5.3.1.6）の割当量（濃度）は、「13.091980787699258 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「22503.965709252243 nmol」であった。
【０１８９】
ノード４３３からノード４３２への酵素反応についての情報は、図１９の範囲５１２に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.66 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「50.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「50823.399830700386 nmol」であった。
【０１９０】
ノード４３４は、ノード４３２からノード４３３への酵素反応の生成物である「D-Ribulose 5-phosphate」を示す。なお、このノード４３４（D-Ribulose 5-phosphate）は、ノード４３３からノード４３２への酵素反応の基質、ノード４３５からノード４３６への酵素反応の基質、および、ノード４３６からノード４３５への酵素反応の生成物でもある。
【０１９１】
ノード４３５からノード４３６への酵素反応についての情報は、図２３の範囲５２５に記述される。ノード４３５は、ID「2.2.1.1」の酵素（transketolase）、並びに、この酵素反応の基質である「D-Ribose 5-phosphate」および「D-Xylulose 5-phosphate」を示し、ノード４３６は、ID「2.2.1.1」の酵素（transketolase）、並びに、この酵素反応の生成物である「Sedoheptulose 7-phosphate」および「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「4.0 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「50.4 umol/min/mg」である。この酵素（2.2.1.1）は、例えば、ドブネズミ、ムギ、イノシシ、大腸菌、カイウサギ、ヒト、カンジダカビ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素（2.2.1.1）の割当量（濃度）は、「6.4130119777843735 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「16896.943255219718 nmol」であった。
【０１９２】
ノード４３６からノード４３５への酵素反応についての情報は、図２３の範囲５２６に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0056 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「56.7 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「45216.37737666786 nmol」であった。
【０１９３】
ノード４３７は、ノード４３５からノード４３６への酵素反応の生成物である「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示す。なお、このノード４３７（ (2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal）は、ノード４３６からノード４３５への酵素反応の基質、並びに、ノード４３９からノード４４１への酵素反応の生成物、ノード４３９からノード４４１への酵素反応の生成物、ノード４４１からノード４３９への酵素反応の基質、ノード４４３からノード４４４への酵素反応の基質、並びに、ノード４４４からノード４４３への酵素反応の生成物でもある。
【０１９４】
ノード４３８は、ノード４３５からノード４３６への酵素反応の生成物である「Sedoheptulose 7-phosphate」を示す。なお、このノード４３８（Sedoheptulose 7-phosphate）は、ノード４４３からノード４４４への酵素反応の基質、並びに、ノード４４４からノード４４３への酵素反応の生成物でもある。
【０１９５】
ノード４３９からノード４４１への酵素反応についての情報は、図２２の範囲５２３に記述される。ノード４３９は、ID「2.2.1.1」の酵素（transketolase）、並びに、この酵素反応の基質である「D-Erythrose 4-phosphate」および「D-Xylulose 5-phosphate」を示し、ノード４４１は、ID「2.2.1.1」の酵素（transketolase）、並びに、この酵素反応の生成物である「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」および「D-Fructose 6-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.0056 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「69.0 /s」であり、固有の活動度は「50.4 umol/min/mg」である。また、この酵素（2.2.1.1）の割当量（濃度）は、「6.4130119777843735 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「93511.79261905616 nmol」であった。
【０１９６】
ノード４４１からノード４３９への酵素反応についての情報は、図２２の範囲５２４に記述される。この酵素反応のミカエリス定数は、「4.9 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「65192.35849760802 nmol」であった。
【０１９７】
ノード４４０は、ノード４３９からノード４４１への酵素反応の基質である「D-Erythrose 4-phosphate」を示す。なお、このノード４４０（D-Erythrose 4-phosphate）は、ノード４４１からノード４３９への酵素反応の生成物、ノード４４３からノード４４４への酵素反応の生成物、並びに、ノード４４４からノード４４３への酵素反応の基質でもある。
【０１９８】
ノード４４２は、ノード４３９からノード４４１への酵素反応の生成物である「D-Fructose 6-phosphate」を示す。なお、このノード４４２（D-Fructose 6-phosphate）は、ノード４４１からノード４３９への酵素反応の基質、ノード４４３からノード４４４への酵素反応の生成物、ノード４４４からノード４４３への酵素反応の基質、ノード４４５からノード４４６への酵素反応の基質、並びに、ノード４４６からノード４４５への酵素反応の生成物でもある。
【０１９９】
ノード４４３からノード４４４への酵素反応についての情報は、図２１の範囲５１７に記述される。ノード４４３は、ID「2.2.1.2」の酵素（transaldolase）、並びに、この酵素反応の基質である「Sedoheptulose 7-phosphate」と「(2R)-2-Hydroxy-3-(phosphonooxy)-propanal」を示し、ノード４４４は、ID「2.2.1.2」の酵素（transaldolase）、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Erythrose 4-phosphate」および「D-Fructose 6-phosphate」を示す。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.038 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「100.0 /s」であり、固有の活動度は「60.0 umol/min/mg」である。この酵素（2.2.1.2）は、例えば、ミドリムシ、ドブネズミ、ウシ、大腸菌、カイウサギ、ヒト、カンジダカビ、およびホウレンソウなどから採取することができる。また、この酵素（2.2.1.2）の割当量（濃度）は、「0.9861131028717981 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「38921.48722484376 nmol」であった。
【０２００】
ノード４４４からノード４４３への酵素反応についての情報は、図２１の範囲５１８に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.2 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「10.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「10602.053103395614 nmol」であった。
【０２０１】
ノード４４５からノード４４６への酵素反応についての情報は、図２１の範囲５１９に記述される。ノード４４５は、ID「5.3.1.9」の酵素（glucose-6-phosphate isomerase）、並びに、この酵素反応の基質である「D-Glucose 6-phosphate」を示し、ノード４４６は、ID「5.3.1.9」の酵素（glucose-6-phosphate isomerase）、並びに、この酵素反応の生成物である「D-Fructose 6-phosphate」を示す。また、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.03 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「42.0 /s」であり、固有の活動度は「1470.0 umol/min/mg」である。この酵素（5.3.1.9）は、例えば、グリーンピース、イノシシ、カイウサギ、イヌ、ヒト、ホウレンソウ、ムギ、バクテリア、ドブネズミ、ウシ、および大腸菌などから採取することができる。また、この酵素（5.3.1.9）の割当量（濃度）は、「4.943054351198328 nmol」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「49675.42881604301 nmol」であった。
【０２０２】
ノード４４６からノード４４５への酵素反応についての情報は、図２１の範囲５２０に記述される。なお、この酵素反応のミカエリス定数は、「0.01 mmol/l」であり、ターンオーバ数は、「3330.0 /s」である。そして、この酵素反応のトラフィック（traffic）は、「106314.2970589393 nmol」であった。
【０２０３】
以上のような構成のペントースリン酸回路４００をシミュレーションした結果が図２３の範囲５２８に示される。出発物質を「D-Glucose」とし、排出物質を「CO2」として、６０分後の排出量を算出させたところ、排出量の最大値は、「96638.8682428963 nmol」であった。
【０２０４】
図１６の範囲３３７に示されるように、酵素ネットワーク２００の場合、排出量の最大値は、「226134.6824743001 nmol」であるので、酵素ネットワーク２００の方が、ペントースリン酸回路４００よりも効率よくCO2を生成し、排出している。すなわち、酵素ネットワーク２００は、既知の代謝回路であるペントースリン酸回路４００よりも効率よく電子を放出することができる。
【０２０５】
図２４は、このような、酵素ネットワーク２００を用いるバイオ燃料電池の主な構成例を示す断面図である。
【０２０６】
バイオ燃料電池６００は、酵素によりグルコースを二酸化炭素（CO2）代謝させる際に発生する電子を起電力とする電池である。図２４に示されるように、バイオ燃料電池６００の筺体６１１の内部は空洞になっており、アノード６２１およびカソード６２３が設けられ、さらに、その空洞のアノード側６１２には、グルコースと酵素ネットワーク２００を入れると、アノード側６１２において上述したような酵素反応が生じ、電子が放出され、アノード６２１に電子が溜まる。また、カソード側６１３において、水素イオン（H+）と酸素分子（O2）を化学反応させ水（H2O）を生成するようにし、カソード側６１３において電子を消費させるようにすると、アノード６２１とカソード６２３との間で電位差が生じる。そこで、筺体６１１の外部において、アノード６２１とカソード６１３を、抵抗６２２を介して接続させると、抵抗６２２の両端に電位差が生じ電流が流れる。
【０２０７】
このようなバイオ燃料電池６００は、従来においては、ペントースリン酸回路４００のような、自然界に存在する酵素ネットワークを用いていたが、代謝の効率がよりよい図７に示されるような酵素ネットワーク２００を用いることにより、発電効率を向上させることができる。
【０２０８】
以上のように、図１の情報処理システム１００は、酵素反応による、出発物質から排出物質までの代謝の様子をシミュレートし、より効率のよい酵素ネットワークを容易に特定することができる。また、これにより、酵素を用いたバイオ技術の開発コストや開発時間を低減させることができる。
【０２０９】
なお、以上においてはバイオ燃料電池に使用する酵素ネットワークについてのみ説明したが、酵素ネットワークの利用目的は任意である。つまり、情報処理システム１００は、単に出発物質から排出物質を効率よく生成する酵素ネットワークを特定するものであるので、どのような技術分野に利用されるものであっても、代謝効率のよい酵素ネットワークを求めることができる。例えば、情報処理システム１００は、グルコース以外の物質を燃料とするバイオ燃料電池に使用する酵素ネットワークを求めることもできるし、薬剤等の生成に利用する酵素ネットワークを求めることもできる。
【０２１０】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図２５に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
【０２１１】
図２５において、パーソナルコンピュータ７００のCPU７１１は、ROM７１２に記憶されているプログラム、または記憶部７２３からRAM７１３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM７１３にはまた、CPU７１１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０２１２】
CPU７１１、ROM７１２、およびRAM７１３は、バス７１４を介して相互に接続されている。このバス７１４にはまた、入出力インタフェース７２０も接続されている。
【０２１３】
入出力インタフェース７２０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部７２１、CRTやLCDなどよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部７２２、ハードディスクなどより構成される記憶部７２３、モデムなどより構成される通信部７２４が接続されている。通信部７２４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
【０２１４】
入出力インタフェース７２０にはまた、必要に応じてドライブ７２５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア７３１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部７２３にインストールされる。
【０２１５】
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０２１６】
この記録媒体は、例えば、図２５に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM,DVDを含む）、光磁気ディスク（MDを含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア３２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM７１２や、記憶部７２３に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０２１７】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２１８】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０２１９】
なお、以上において、１つの装置として説明した構成を分割し、複数の装置として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置として説明した構成をまとめて１つの装置として構成されるようにしてもよい。また、各装置の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置の構成の一部を他の装置の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２２０】
【図１】本発明を適用した情報処理システムの構成例を示す図である。
【図２】酵素ネットワークの表示例を示す図である。
【図３】図１のシミュレーション処理部１１１の詳細な構成例を示す図である。
【図４】シミュレーション処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図５】割当量設定処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図６】排出量算出処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図７】酵素ネットワークの構成例を示す図である。
【図８】シミュレーション結果を示す図である。
【図９】図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１４】図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】図７の酵素ネットワーク２００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】ペントースリン酸回路の構成例を示す図である。
【図１８】ペントースリン酸回路４００のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】ペントースリン酸回路４００のシミュレーション結果を示す図である。
【図２０】ペントースリン酸回路４００のシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】ペントースリン酸回路４００のシミュレーション結果を示す図である。
【図２２】ペントースリン酸回路４００のシミュレーション結果を示す図である。
【図２３】ペントースリン酸回路４００のシミュレーション結果を示す図である。
【図２４】バイオ燃料電池の構成例を示す図である。
【図２５】本発明を適用したパーソナルコンピュータの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０２２１】
１００  情報処理システム，  １０１  代謝シミュレータ，  １０２  データベース，  １１１  シミュレーション処理部，  １２１  酵素ネットワークデータベース，  １２２  作成データデータベース，  １５１  演算部，  １５２  保持部，  １６１  設定部，  １６２  不要経路削除部，  １６３  酵素割り当て部，  １６４  排出量算出部，  １６５  最大値特定部，  １６６  未使用経路削除部，  １６７  繰り返し制御部，  １６８  表示制御部，  １６９  記憶制御部 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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