Glukoz oksidaz enzim agregatları kullanılarak ?-Dglukozun parçalanma kinetiğinin modellenmesi

Abstract

Amaç: Bu araştırmanın amacı glukoz oksidaz (GOD) enzimi ile hazırlanan agregat sistemlerinin glukozu indirgemesi sırasında oluşan tepkimenin kinetik değişmezlerinin zamana bağlı olarak ölçünen derişim değerlerini benzeştiren matematiksel model ile hesaplanması ve saptanan kinetik değerler ile deneysel verilerin karşılaştırılmasıdır. Gereçler ve Yöntemler: Araştırmanın ilk kısmında enzim uygun bir çöktürücü varlığında bifonksiyonel bir çapraz bağlayıcı ile muamele edilerek agregat oluşumu sağlanmış ve GOD agregatlarının aktiviteleri ?-D-glukozu glukonik asit'e ve H2O2'ye oksitleyen enzim miktarı olarak belirlenmiştir. Benzeşim için önerilen matematik model tek substrat-enzim katalizli tepkimeler için Michaelis ve Menten tarafından geliştirilmiş olan kinetik model çerçevesinde hızlı denge yaklaşımı varsayımını esas alır ve substrat derişimi, tepkime hızına bağlı olarak ifade edilen bir başlangıç değer problemidir. Bulgular: Benzeştirme eğrilerinden hesaplanan sonuçların deneysel ölçüm değerlerine yaklaştırılması ise matematiksel modelin içerdiği kinetik sabitlerin optimizasyonuna dayanmakta olup, çözümleme için Euler sayısal yöntemi uygulanmıştır ve optimizasyon için seçilen kinetik parametre değerleri ile çizilen simulasyon eğrilerinde substrat etkili Michaelis-Menten kinetik reaksiyon modeli ile yapılan optimizasyonlarda daha yüksek uyumluluk gösteren çok daha etkin sonuçlar alınmıştır. Yüksek glukoz derişimlerinin optimum değerleri veren kinetik parametre bölgesinin dışında kaldığı belirlenmiştir.Sonuçlar: GOD agregatlarının kinetik sabitlerinin hesaplamasında başlangıç substrat derişimi etkili Michaelis-Menten modelinin çözümlenmesi ile elde edilen değerlerin uyumunun Michaelis-Menten modeline göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir

Aim: The object of the study is calculation of the kinetic constants for the reduction reaction of glucose by glucose oxidase (GOD) aggregate systems by the mathematical model simulated the concentrations of the reactants or products and comparision of the calculated kinetic values with the experimental data. Methods: In the first part of the study, aggregate formation was made by the treatment with a bi-functional cross-linker in the presence of an appropriate precipitator and the activity of GOD enzyme aggregates was estimated by enzyme amount which oxidase b-D-glucose to gluconic acid and H2O2. The mathematical model suggested for simulation depends on the rapid equilibrium approach of the kinetic model proposed by Michaelis and Menten for single substrate-enzyme catalyzed reactions and the substrate concentration is an initial value problem defined in terms of the reaction rate. Results: The convergence of calculated results from simulated curves to experimentally measured values based on the optimization of kinetic constants present in the mathematical model and Euler numerical method was applied in the solution of the problem. More effective results with higher correlations were obtained for the optimizations achieved by the Substrate affective Michaelis and Menten model when the simulation curves drawn for the selected kinetic parameter values. It was determined that high glucose concentrations are out of the optimum kinetic parameters range.Conclusions: In the calculation of kinetic constants of GOD aggregates, the consistency of the values obtained from the analysis of initial substrate concentration effective MichaelisMenten model was higher than the Michaelis-Menten model