An elementary kinetic model of energy coupling in biological membranes

Celem tej pracy jest przyczynienie się do zrozumienia podstawowych właściwości kinetycznych procesów sprzęgania energii w błonach biologicznych. W tym celu rozważamy model mikroorganizmu, który w swojej błonie plazmatycznej posiada dwa enzymy elektrogeniczne (E1 i E2) transportujące ten sam kation monowalentny C oraz ścieżki elektrodyfuzyjne dla C i dla anionu monowalentnego A. E1 (E2) sprzęga transport C z reakcją S1↔P1 (S2↔P2). Stworzyliśmy model matematyczny, który opisuje szybkość zmian różnicy potencjałów elektrycznych na membranie, wewnętrznych stężeń C i A oraz stężeń S2 i P2. Enzymy są włączane za pomocą dwustanowych modeli kinetycznych; pasywne strumienie jonowe są reprezentowane przez klasyczne sformułowania elektrodyfuzji. Objętość mikroorganizmu jest utrzymywana na stałym poziomie przez dodatkowe urządzenia regulacyjne. Model jest wykorzystywany do badań stacjonarnych i dynamicznych w przypadku bakterii wykorzystujących elektrochemiczny gradient Na+ jako półprodukt energetyczny. Wśród innych wniosków, wyniki pokazują, że potencjał membranowy reprezentuje istotne kinetyczne pośrednie sprzężenie pomiędzy reakcją dawcy energii S1↔P1 a syntezą S2.

.