В работе разработан алгоритм последовательного исследования особенностей биосинтеза монотерпеновых углеводородов в растениях рода Artemisia с промежуточным анализом результатов каждого этапа и сопоставлением теоретических выводов с новыми экспериментальными данными. Доказано, что разработанная авторами единая кинетическая модель химических превращений базисных веществ (глюкозы, мевалоната и изопрена) до монотерпенов в потоке является универсальной для описания кинетики природного биосинтеза монотерпенов любых эфироносных растений. Выявлены кинетические (по удельным скоростям биохимических стадий превращений) и балансовые (по соотношениям степеней циклизации) особенности природного биосинтеза монотерпенов по фазам вегетации. Составлена модель пространства состояний (ПС) для открытой нелинейной биохимической системы. В этой модели макроскопические превращения базисных веществ представлены в виде последовательности микросдвигов вектора (скорости изменения биохимического состава системы) в ортогональной системе координат. Предложено использование модели для теоретического обоснования кинетической хемосистематики, которая выясняет взаимосвязи между растениями-продуцентами. Представлено биохимическое обоснование индивидуальных различительных признаков растений рода Artemisia для шести видов: A.abrotanum, A.annua, A.dracunculus, A.glauca, A.scoparia (две хеморасы) и A.taurica.. Составлена математическая модель молекулярно-филогенетического описания родства в растительном мире на примере рода Artemisia . Установлено влияние экологических факторов на кинетические параметры биосинтеза монотерпенов A.scoparia с разных регионов произрастания за счет сравнительного графоаналитического и матричного анализов динамики их накопления в растениях по результатам собственного эксперимента и литературным данным с проведенными авторами модельными расчётами. Показана возможность совмещения систематики растений на морфо-анатомических принципах и хемосистематических на основании кинетических особенностей биосинтеза монотерпенов по фенофазам в растительных таксонах.
To investigate in succession the dynamics of monoterpenic hydrocarbons biosynthesis in plants of genus Artemisia the algorithm, which connects the intermediates analysis of results after each stage processes and the comparison of theoretical conclusions with new experimental data is developed in this article. It is proved that the uniform kinetic model of chemical essential compounds transformations in a stream from the glucose, mevalonate and isoprene to monoterpenes developed by authors is universal kinetics model in order to explain the connatural biosynthesis of monoterpenes in any ethereous carrier plants. There are founded some kinetic (by specific velocities of biochemical stages of metamorphosis) and a balance sheet (by rations between ring closure degrees) relations during the monoterpenes connatural biosynthesis corresponding to the vegetative phases. The state space model (SSM) for open nonlinear biochemical system is compounded. In this model macroscopic metamorphosis of essential substances is introduced as the sequence of vector's micro-alterations (or a velocity of the modification of a system's biochemical composition) in a orthogonal system of co-ordinates. At the application of the model to substantiate with the theory of a kinetic chemo-systematics, which becomes clear correlations between plants-producers is offered. The biochemical substantiation of individual distinctive indications between plants of genus Artemisia for seven types is introduced, such as: A.abrotanum, A.annua, A.dracunculus, A.glauca, A.scoparia (two c hemostrains) and A.taurica. The mathematical model of molecular-and-phylogenetic exposition of the relationship in a flora based on the example of genus Artemisia is compounded. The influence of environmental factors on kinetic parameters of monoterpenes biosynthesis in plants of the genus A.scoparia from different regions of their growth by means of comparative graph-analytic and matrix analyses of their accumulation dynamics in plants by own results of the experiment and the literary data with the made by authors modeling calculations is proved. The possibility to combine the systematization of plants based on morph-anatomic principles and chemo-regular principles based on the kinetic particularities of monoterpenes biosynthesis during the chemo-phases in vegetative taxons is shown.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.