Unidad de síntesis

Las unidades de síntesis (US) son enzimas generalizadas que siguen las reglas de la cinética enzimática clásica con dos modificaciones:

La formación del producto no se considera una función de las concentraciones de sustrato , sino de los flujos de sustrato que llegan a las unidades de síntesis.
Se supone que la tasa de disociación del complejo sustrato-SU en sustrato (sin cambios) y SU (no unido) es pequeña.

Un sustrato. Una unidad de síntesis.

$S+\theta _{.}\rightleftharpoons \theta _{S}\rightleftharpoons P+\theta _{.}$

donde S es el sustrato, $\theta$ es la unidad de síntesis (US) y P es el producto. Hay dos etapas:

Etapa de unión: $S+\theta _{.}\rightleftharpoons \theta _{S}$
Etapa de procesamiento: $\theta _{S}\rightleftharpoons P+\theta _{.}$

Para describir los cambios en SU:

${\begin{cases}{\frac {d\theta _{.}}{dt}}=-bS\theta _{.}+k\theta _{S}\\{\frac {d\theta _{S}}{dt}}=bS\theta _{.}-k\theta _{S}\\\theta _{.}+\theta _{S}=1\end{cases}}$

Donde b es la tasa de unión y k es la tasa de procesamiento. Dado que se supone que la tasa de disociación del complejo sustrato-SU en sustrato (sin cambios) y SU (no unido) es pequeña, ${\frac {d\theta _{.}}{dt}}$ y ${\frac {d\theta _{S}}{dt}}$ se supone que son cero.

Este sistema de ecuaciones sugiere que el porcentaje de SU libre es $\theta _ {.}={\frac {k}{bS+k}}$ y el producto del flujo es $J_{p}={\frac {kS}{S+S/b}}$

Modificaciones de la teoría clásica

Extensión

La primera modificación consiste en una extensión de la teoría clásica; si se consideran los flujos de llegada proporcionales a las concentraciones de sustrato, se obtiene la teoría clásica. Esta extensión permite su aplicación en entornos espacialmente heterogéneos (como en las células vivas) y el tratamiento de fotones y moléculas dentro del mismo marco (lo cual es importante en la fotosíntesis ).

Simplificación

La segunda modificación permite una simplificación sustancial de la teoría clásica y, por lo tanto, su aplicación en redes metabólicas complejas . La teoría sobre unidades de síntesis ^{[ 1 ]} se utiliza en la teoría del presupuesto energético dinámico , donde se distinguen 4 modos básicos:

Los sustratos pueden ser sustituibles o suplementarios (= complementarios); si pueden ocurrir las transformaciones A -> C y B -> C, se dice que los sustratos A y B son sustituibles con respecto a su transformación en C; si ambos son necesarios para producir C, se dice que son suplementarios.
El procesamiento de estos sustratos por las SU puede ser secuencial o paralelo; si en la transformación A + B -> C la unión del sustrato A a la SU no afecta la de B, estos sustratos se procesan simultáneamente, si no, estos sustratos se procesan secuencialmente.

Pueden darse mezclas de los cuatro modos básicos, especialmente si los sustratos representan compuestos generalizados, en lugar de compuestos químicos puros . Un compuesto generalizado es una mezcla de compuestos químicos cuya composición no varía.

Referencias

↑ Kooijman, SALM 1998. La unidad de síntesis como modelo para la fusión estequiométrica y la ramificación de los flujos metabólicos. Biophys. Chem. 73: 179 - 188 (resumen)

Fuentes

Kooijman SA (julio de 1998). "La unidad de síntesis como modelo para la fusión estequiométrica y la ramificación de los flujos metabólicos". Biophys. Chem . 73 ( 1–2 ): 179–88 . doi : 10.1016/S0301-4622(98)00162-8 . PMID 17029722 .
Kooijman, SALM; Segel, LA (2005). "Cómo afecta el crecimiento al destino de los metabolitos celulares" (PDF) . Boletín de Biología Matemática . 67 (1): 57– 77. doi : 10.1016/j.bulm.2004.06.003 . PMID 15691539. S2CID 8570975. Recuperado el 12 de mayo de 2009 .

[1] Kooijman, SALM 1998. La unidad de síntesis como modelo para la fusión estequiométrica y la ramificación de los flujos metabólicos. Biophys. Chem. 73: 179 - 188 (resumen)

[ 1 ]