アロステリック型多位相反応回路における最短時間制御

• 平山 博史

  旭川医科大学公衆衛生学講座

• 沖田 善光

  旭川医科大学公衆衛生学講座

• 福山 裕三

  旭川医科大学公衆衛生学講座

書誌事項

タイトル別名

• Time Minimum Optimal Control for Multiple Phase Allosteric Reaction Network Circuit

抄録

多相型生化学反応回路に対する最短時間制御問題を提唱し、それにたいする数値的計算結果を報告した。回路の中心は2相性の可形状変化型酵素で2つの基質と結合できる性質をもつものとした。この酵素は2種類の生成物質とさらに反応し、活性化型および、不活性型の両者に相互変換可能な特性を有するとした。基質は酵素に比較して充分量存在すると仮定し回路の反応特性の経時間的変化を20個の線形微分方程式で記述した。これに対して最短時間制御を加え、さらに20個の補助状態方程式を導出した。律速段階の反応係数を増加することでその反応回路の過渡的挙動に対する影響を解析した。酵素-基質-生成物質複合体の濃度は律速段階の反応係数によって著しく変化した。この影響は特定の複合体のみならず、すべての要素に影響した。本研究は酵素型反応回路における情報伝達の時間領域における機能特性を評価するうえで有用である。
We propose the time minimum control principle for multiple phase biochemical reaction circuit and we reported numerical computational results of the temporal changes in the concentrations of the species of the circuit. The reaction circuit was composed of enzyme-substrate-product compound. The enzyme is an allosteric one that transforms after binding substrate or products. This enzyme has two phases, one is a relaxed conformation in which reaction can be activated. Another phase is a tension conformation in which the molecular structure was too strict to access the substrate or the modulator. For these circuit, we set the time optimal control strategy. Total 40 non linear differential equations were solved numerically to show the shortest time course of the species. Changes in the rate limit step has the most potent influence on these time courses. The present method will be available for evaluating the artificial reaction circuit that has biological propertics.

収録刊行物

• 電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング

  電子情報通信学会技術研究報告. NC, ニューロコンピューティング 97 (623), 1-8, 1998-03-19

  一般社団法人電子情報通信学会

キーワード

• 多相型生化学反応回路
• 最短時間制御
• アロステリック酵素
• 律速段階
• 情報伝達特性

詳細情報

• CRID: 1571417127447018752
• NII論文ID: 110003232760
• NII書誌ID: AN10091178
• 本文言語コード: en
• データソース種別:
  • CiNii Articles