Modelado de procesos fisiológicos en el plancton basados en principios de cinética enzimática

Resumen

En el océano, muchas transformaciones químicas importantes desde el punto de vista ecológico son controladas por reacciones bioquímicas enzimáticas en el plancton. La nitrogenasa regula la transformación de N₂ a amonio en algunas cianobacterias y sirve como vía 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 en todos los organismos conecta las reacciones de oxidación del carbono del metabolismo intermediario con la reducción del oxígeno en la respiración. La rubisco controla la fijación de CO₂ en materia orgánica en el fitoplancton, y así es 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 NH₄ y los flujos de fosfato. Algunos de tales enzimas han sido reconocidos e investigados por los científicos del mar en los últimos treinta 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 de control. Si se dispusiera de tales ecuaciones, aumentaría nuestra capacidad de predecir las tasas de las transformaciones químicas en el ambiente extracelular de las poblaciones microbianas, ya fuera este ambiente extracelular los medios de cultivo o el océano. En este trabajo formulamos, a partir de los principios de la cinética enzimática bisustrato, expresiones matemáticas para los procesos de la reducción de NO₃, el consumo de O₂, la fijación de N₂ y la absorción de nitrógeno total.