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Título

Modeling physiological processes in plankton on enzyme kinetic principles

Otros títulosModelado de procesos fisiológicos en el plancton basados en principios de cinemática enzimática
Autor Packard, Theodore T. ; Blasco, Dolors ; Estrada, Marta
Palabras clave Allometry
Electron transport
ETS
Glutamine synthase
Nitrate reductase
Nitrogen fixation
Nitrogenase
Fecha de publicación 30-abr-2004
EditorConsejo Superior de Investigaciones Científicas (España)
Citación Scientia Marina 68(S1): 49-56 (2004)
Resumen[EN] Many ecologically important chemical transformations in the ocean are controlled by biochemical enzyme reactions in plankton. Nitrogenase regulates the transformation of N2 to ammonium in some cyanobacteria and serves as the entryway for N2 into the ocean biosphere. Nitrate reductase controls the reduction of NO3 to NO2 and hence new production in phytoplankton. The respiratory electron transfer system in all organisms links the carbon oxidation reactions of intermediary metabolism with the reduction of oxygen in respiration. Rubisco controls the fixation of CO2 into organic matter in phytoplankton and thus is the major entry point of carbon into the oceanic biosphere. In addition to these, there are the enzymes that control CO2 production, NH4 excretion and the fluxes of phosphate. Some of these enzymes have been recognized and researched by marine scientists in the last thirty years. However, until recently the kinetic principles of enzyme control have not been exploited to formulate accurate mathematical equations of the controlling physiological expressions. Were such expressions available they would increase our power to predict the rates of chemical transformations in the extracellular environment of microbial populations whether this extracellular environment is culture media or the ocean. Here we formulate from the principles of bisubstrate enzyme kinetics, mathematical expressions for the processes of NO3 reduction, O2 consumption, N2 fixation, total nitrogen uptake.
[ES] En el océano, muchas transformaciones quimicas importantes desde el punto de vista ecológico son controladas por reacciones bioquímicas enzimáticas en el plancton. La nitrogenasa regula la trasformación de N2 a amonio en algunas cianobacterias y sirve como via de entrada para el N2 en la biosfera oceánica. La nitrato reductasa controla la reducción de NO3 a NO2 y con ello la producción nueva en el fitoplancton. el sistema respiratorio de transferencia de electrones de todos los organismos conecta las reacciones de oxidación del carbono del metabolismo intermediario con la reducción de oxígeno en la respiración. La rubisco controla la fijación de CO2 en materia orgánica en el fitoplancton, y así en el principal punto de entrada del carbono en la biosfera oceánica. Además de estos enzimas, están los que controlan la producción de CO2, la excreción de NH2, y los flujos de fosfato. Algunos de tales enzimas han sido reconocidos e investigados por los científicos del mar en los últimos 30 años. Sin embargo hasta fecha reciente los principios cinéticos del control enzimático no han sido explotados para formular ecuaciones matemáticas precisas de las expresiones fisiológicas del control. Si se dispusiera de tales ecuaciones aumentaría nuestra capacidad de predecir las tasas de las transformaciones químicas een el ambiente extracelular de las poblaciones microbianas, ya fuera de este ambiente extracelular los medios de cultivo o el océano. En este trabajo formulamos, a partir de los principios de cinética enzimática bisustrato, espresiones matemáticas para los procesos de la reducción de NO3, el consumo de O2, la fijación de N2 y la absorción de nitrógeno total.
Versión del editorhttp://dx.doi.org/10.3989/scimar.2004.68s149
URI http://hdl.handle.net/10261/2416
DOI10.3989/scimar.2004.68s149
ISSN0214-8358
E-ISSN1886-8134
Aparece en las colecciones: (ICM) Artículos
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