|
Эта публикация цитируется в 1 научной статье (всего в 1 статье)
АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ЖИВЫХ СИСТЕМ
The effect of cell metabolism on biomass yield during the growth on various substrates
[Влияние метаболизма клеток на выход биомассы при росте на различных субстратах]
I. G. Minkevich G. K. Skryabin Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms,
Russian Academy of Sciences,
Nauki Ave. 5, Pushchino, Moscow Region, 142290, Russia
Аннотация:
Рассмотрены биоэнергетические закономерности, определяющие максимальный выход биомассы при аэробном росте микроорганизмов на различных субстратах. Подход основан на методе материально-энергетического баланса и использовании пакета компьютерных программ GenMetPath. Сформулирована система уравнений, описывающих балансы количеств (1) восстановленности метаболитов и (2) образованных и затраченных макроэргических связей. Чтобы сформулировать эту систему, целостный метаболизм разделен на конструктивный и энергетический парциальные обмены. Конструктивный обмен, в свою очередь, разделен на две части: передний и стандартный конструктивные обмены. Последнее разделение основано на выборе узловых метаболитов. Передний конструктивный обмен существенно зависит от субстрата роста: он превращает субстрат в стандартный набор узловых метаболитов. Последний затем превращается в макромолекулы биомассы стандартным конструктивным обменом, который одинаков на различных субстратах. Показано, что вариации потоков через узловые метаболиты оказывают незначительное влияние на стандартный конструктивный обмен. В качестве отдельного случая рассмотрен рост на субстратах, требующих участия оксигеназ и/или оксидаз. Биоэнергетические характеристики стандартного конструктивного обмена найдены из большого числа данных для роста различных организмов на глюкозе. Описанный подход может быть использован для предсказания выхода биомассы на субстратах с известными реакциями их первичной метаболизации. В качестве примера рассмотрен рост культуры дрожжей на этаноле. Значение максимального выхода, предсказанное описанным здесь методом, показало хорошее соответствие значению, найденному экспериментально.
Ключевые слова:
выход биомассы, метаболизм клеток, конструктивный обмен, энергетический обмен, узловые метаболиты, материально-энергетический баланс.
Поступила в редакцию: 01.11.2017 Принята в печать: 14.11.2017
Образец цитирования:
I. G. Minkevich, “The effect of cell metabolism on biomass yield during the growth on various substrates”, Компьютерные исследования и моделирование, 9:6 (2017), 993–1014
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm114 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v9/i6/p993
|
|