Математическое моделирование биосинтеза продуктов метаболизма
| Категория реферата: Рефераты по биологии
| Теги реферата: документ реферат, реферат чрезвычайные ситуации
| Добавил(а) на сайт: Kama.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата
Математический параметр – удельная скорость роста ( – послужил основой
составления многих математических моделей биосинтеза продуктов метаболизма.
Процессы биосинтеза продуктов издавна делят на два больших класса –
связанные с ростом и не связанные с ростом. В качестве примера первого
класса можно назвать биосинтез конститутивных ферментов клетки, а второго
класса - биосинтез многих антибиотиков, интенсивный синтез которых
происходит после прекращения роста микроорганизмов.
Удельная скорость биосинтеза связанных с ростом продуктов может быть выражена простым соотношением [5]:
[pic] (7), где YP/X – выход единицы продукта с единицы биомассы: (dP/dX).
Более сложное выражение было предложено Людекингом и Пайри [6]:
[pic] (8), где qP0 – эмпирическая константа.
В этом случае биосинтез продукта, с одной стороны, ассоциирован с ростом, а, с другой, осуществляется покоящейся клеткой [7]. Модель (8) впервые была предложена для описания синтеза молочной кислоты.
Есть ряд уравнений, учитывающих нелинейный характер связи qP и удельной скорости роста:
[pic] (9),
[pic] (10), где а и в – эмпирические константы.
Рис. 1. Форма зависимости qР(() для уравнений (9) и (10).
На рис. 1 показаны графики функций (9) и (10), эти уравнения дают выпуклую (9) и вогнутую (10) кривые, выходящие из нуля, но эти функции могут иметь также дополнительный свободный член qP0:
[pic] (11),
[pic] (12).
Тогда графики функций (11) и (12) в отличии от (9) и (10) выходят не
из нуля, а из некоторой точки qP0 на оси y, что продемонстрировано на рис.
2.
Рис. 2. Форма зависимости qР(() для уравнений (11) и (12).
Возможны также эмпирические уравнения типа [8,9]:
[pic] (13),
[pic] (14). где а, b, с – эмпирические константы.
Рис. 2. Форма зависимости qР(() для уравнений (13) и (14).
По аналогии с уравнениями (11) и (12) уравнение (14) начинается, не из
0 по оси ординат, а из некоторой точки a, что означает начало синтеза
продукта без роста биомассы.
Субстрат-зависимые модели кинетики биосинтеза продуктов метаболизма.
С точки зрения математики, уравнения, в которых в качестве аргумента
выступает (, предполагают, что совсем неважно, каким образом формируется то
или иное значение (. Например, величину ( можно изменять путем уменьшения
концентрации углеродного субстрата или азотного субстрата, или путем
снижения температуры или повышения величины рН. Для процессов, связанных
только с ростом, возможно скорость биосинтеза при этом будет одинакова. Для
несвязанных с ростом процессов небезразлично, каким путем мы будем изменять
величину (. Лимитирование углеродом, лимитирование азотом, повышение рН
или снижение температуры, давая одно и то же значение скорости роста, могут
давать совершенно различные скорости биосинтеза продукта метаболизма.
Другими словами, связь между qP и ( не имеет строго причинно-следственного
характера, а обусловлена влиянием на обе эти кинетические характеристики
одних и тех же факторов внешней среды. Для таких процессов необходимо
использовать уравнения, которые в качестве аргументов содержат независимо
влияющие первичные факторы: концентрация того или иного субстрата, температура или величина рН.
Биосинтез продукта может описываться однофакторными или
многофакторными уравнениями. Кроме того, было установлено, что структуры
зависимостей qP от S, P, температуры и величины рН аналогичны структурам
таких же уравнений для роста биомассы, например: Моно, Андрюса, Перта,
Хиншельвуда и т.д. Например, если субстрат влияет на qP по Андрюсу, то
имеем [10]:
[pic] (15), где qm – максимальная удельная скорость биосинтеза продукта;
K’S – константа насыщения;
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: банк курсовых работ бесплатно, мировая торговля.
Категории:
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4 5 6 | Следующая страница реферата