Исследование динамики природного биосинтеза монотерпеновых углеводородов с применением кинетической модели и модели пространства состояний /

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.

кинетика биосинтеза, монотерпены, пространство состояний, хемотаксономия