Monod kinetiği

Monod denklemi a, matematiksel bir model içinde teorik biyoloji büyümesini tahmin, mikroorganizmalar bağlı olarak konsantrasyon arasında alt tabakalar sağlar. 1949'da Fransız Nobel Ödülü sahibi Jacques Monod tarafından deneysel olarak bulunan büyüme kinetiğini modellemek için kuruldu .

Monod denklemi

Denklem aşağıdaki model varsayımlarına dayanmaktadır:

Hücrelerin spesifik büyüme oranı (spesifik büyüme oranı dahil) μ , sınırlayıcı substrat S'nin konsantrasyonu ile ilgilidir . İnhibisyon yoksa ve substrat konsantrasyonu çok yüksekse ( S >> K _S ), maksimum büyüme hızı μ _max elde edilir. Doygunluk veya afinite sabiti K _S , µ = µ _max olan substrat konsantrasyonudur . K _S'nin değeri ne kadar küçükse, organizmanın ilgili substrata afinitesi o kadar büyük olur. ${\ displaystyle 1/2}$

Monod denklemi: ${\ displaystyle \ mu = {\ mu _ {max} [S] \ K_ üzerinden {S} + [S]}}$

Monod modeline göre substrat konsantrasyonu S'nin bir fonksiyonu olarak spesifik büyüme oranı µ

S'ye karşı bir µ grafiği, düşük substrat konsantrasyonları aralığında bile büyüme hızının hızla arttığını gösterir . Ancak yüksek substrat konsantrasyonlarında, büyüme hızı çok az değişir.

Değişkenler μ _maksimum ve K _{, S,} olduğu kültüründe büyüme için önemli, ilgili organizmanın karakteristiktir. Küçük ile K _s , yapılan organizma sadece maksimum büyüme için alt-tabaka az miktarda ihtiyaç μ _max . Bu iki değer , substrat konsantrasyonuna karşı büyüme hızının doğrusallaştırılmış bir temsilinde grafiksel olarak belirlenebilir ( enzim kinetiğini belirlemek için Lineweaver-Burk diyagramına benzer çift-karşılıklı uygulama ).

Monod denklemi, hücre büyümesinin organizmaların enzimlerinin biyokütle oluşturma hızına bağlı olduğu için Michaelis-Menten denklemine çok benzer.

Modelin sınırları

Monod'a göre kinetik modelde, spesifik substrat alım hızı dikkate alınmaz. Bununla birlikte, gerçek büyüme, substratın alımına müteakip bir reaksiyondur ve bu nedenle ona bağlıdır. Daha karmaşık modeller Monod modeline dayanır; ürün veya substrat engellemeleri gibi ek etkileri hesaba katarlar.

Bir kayıt modunda , S >> K _S ve dolayısıyla S / ( K _S + S ) terimi , yetiştirme süresinin büyük bir bölümünde 1'e eşittir. bu nedenle model bu alanda S'ye neredeyse hiç duyarlı değildir .

Edebiyat

• Hans G. Schlegel: Genel mikrobiyoloji. 7., gözden geçirilmiş baskı. Thieme-Verlag, 1992, ISBN 3-13-444607-3 .
• J. Murray: Matematiksel Biyoloji. Cilt 1, Springer, 2002, ISBN 0-387-95223-3

Bireysel kanıt

1. Ques Jacques Monod. Bakteriyel Kültürlerin Büyümesi . Mikrobiyolojinin Yıllık İncelemesi, 1949, v. 3, sayfa 371
2. ^ Horst Chmiel: Bioprozesstechnik. 2. baskı, Elsevier, Münih 2006, ISBN 3-8274-1607-8 , s. 106-109.