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Catalyse enzymatique

Les enzymes jouent un rôle dans presque toutes les réactions biochimiques connues, telles que dans le métabolisme humain et le brassage de la bière. Ce modèle présente une réaction générique de substrat à produit et la catalyse pour illustrer la puissance des enzymes. La bibliothèque gratuite BioChem de Modelica est nécessaire pour exécuter cet exemple. Vous pouvez la télécharger ici.

Pour exécuter cet exemple, il vous faut

les dernières versions de System Modeler et Mathematica.

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le téléchargement

Introduction

La plupart des enzymes sont des protéines et elles augmentent la vitesse des réactions dans les organismes en réduisant l’énergie d’activation nécessaire à la réaction. Sans enzymes, certains processus du corps humain prendraient des jours, voire des décennies. Les enzymes défectueuses sont liées à un certain nombre de maladies et d’états pathologiques, tels que l’intolérance au lactose.

Le modèle

Le modèle complet.

Le modèle consiste en un substrat qui est converti soit par une réaction enzymatique, soit par une réaction non enzymatique. La voie enzymatique est une alternative beaucoup plus rapide, même si elle est plus complexe. Le complexe enzymatique stabilise l’état de transition, réduisant ainsi l’énergie d’activation de la réaction.

Le substrat devient un produit

Le modèle contient à la fois une voie non enzymatique et une voie enzymatique.

Simulation

Le téléchargement comprend un notebook Mathematica avec une interface utilisateur graphique construite à l’aide de la fonction Manipulate. Utilisez-la pour explorer le comportement de la réaction, avec des paramètres ajustables pour les concentrations de substrat et d’enzyme.

En l’absence d’enzyme, la concentration de substrat est presque constante.
L’ajustement de la concentration de l’enzyme affecte grandement la vitesse de réaction.

Analyse simplifiée

L’effet de l’enzyme peut être facilement analysé à l’aide de l’interface graphique dynamique simple incluse dans le téléchargement.