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细胞内酶反应的简单数学模型

已有 4090 次阅读 2010-10-12 05:50 |个人分类:新知旧识|系统分类:科研笔记| MATLAB, 数学模型

酶(enzyme, E)是一种特殊的蛋白质,它与细胞内特定的目标分子(substrate, S)结合,然后起不可逆转反应生成细胞所需的物质(product, P)。其反应过程如下图所示:



因为两种物质的反应速率与其浓度积成正比(the law of mass reaction), 这个过程可简化为一列微分方程:

设初始条件为:,单位为
系数为:,单位为


解这个线性方程组有几个办法:

(1)用Matlab ode45


(2) 用Newton-Raphson法
 
作两个重要假设:(a) d[E]/dt=0;(b) d[ES]/dt=0, 则上述方程组可简化为Michaelis–Menten方程:



推导过程见【2】。对其积分:



参考文献:

【1】Dunn SM et al, Numerical Methods in Biomedical Engineering, 2005
【2】Michaelis–Menten kinetics


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