几种混合底物微生物生长模型的比较分析

混合底物微生物生长是分子微生物学中研究最深入的系统之一。已开发若干数学模型解释此类系统的遗传调控,尤其是导致二次生长者。本文中,我们比较三种此类模型(Narang, Biotech. Bioeng., 59, 116, 1998; Thattai & Shraiman, Biophys. J, 85, 744, 2003; Brandt et al, Water Research, 38, 1004, 2004)的动力学。我们表明这些模型动力相似——所有模型中可诱导酶的初始运动由竞争物种的 Lotka-Volterra 方程描述。动力相似性发生是因为所有模型中可诱导酶具备竞争物种特征:其合成是自催化的,且相互抑制。尽管有此动力相似性,模型在捕获的动力学范围上不同。Brandt 等模型仅捕获二次生长模式,而其余两模型捕获二次与非二次生长模式。模型间可诱导酶间相互抑制的机制也不同。Narang 模型中,相互抑制因各底物酶增强他底物酶的稀释。Thattai & Shraiman 模型中,相互抑制完全由于对磷酸化组的竞争。