Fosfor ve glikojen depolayan organizmaların metabolik ve matematik modelleri
Özet
Fosfor depolayan organizmalar (PAO) ve glikojen depolayan organizmalar (GAO) hücre içi enerji kaynakları dışında benzer metabolizmaya sahiptirler. Her iki organizmada anaerobik şartlarda asetatı hücre içinde PHA olarak depolarlar. PAO’lar hem glikoliz hem de Poly-P kırılması ile içsel enerjilerini elde ederken GAO’lar sadece glikoliz ile enerji sağlarlar.Bu çalışmada, fosfor ve glikojen depolayan organizma karışık kültürünün anaerobik koşullarda asetat alımı için bir metabolik model önerilmektedir. Anaerobik şartlar için önerilen biyokimyasal modele ait temel reaksiyon ifadeleri tanımlanmıştır. Önerilen model stokiyometrisi, esas alınan metabolik yolların organik karbon, enerji ve indirgeme kuvvetlerinin dengelenmesi suretiyle elde edilmiştir. Bu model, fosfor depolayan organizmaların PHA sentezini gerçekleştirmek üzere gerekli indirgeme kuvvetlerini glioksilat metabolik yolunu kullanarak elde edebilecekleri esasına dayanmaktadır. Bu nedenle, model değişken bir stokiyometriye sahiptir. Ayrıca bu çalışmada, biyolojik aşırı fosfor gideriminin mevcut matematik model, asetat için rekabet eden glikojen ve fosfor depolayan organizmaların mekanistik ifadesi ve daha sonra glikojen metabolizmasının modele ilave edilmesi ile geliştirilmiştir. Heterotroflar, ototroflar ve fosfor depolayan organizmaların tanımlandığı. ASM2d modeli esas alınmış, glikojen depolayan organizmaların prosesleri ve fosfor depolayan organizmaların glikojen mekanizmaları modele dâhil edilmiştir. Önceden geliştirilen metabolik kavram ve modellere dayanılarak karışık kültürler için yeni bir proses stokiyometrisi tanımlanmıştır. Geliştirilen matematik modelde yukarıda önerilen metabolik model ile uyumlu olmak üzere PAO’lar ve GAO’lar arasında asetatın paylaştırılması da tanımlanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Biyolojik aşırı fosfor giderimi, fosfor depolayan organizmalar, glikojen depolayan organizmalar, matematik model, metabolik model.
Tam Metin: PDF