Самоорганiзацiя i фрактальнiсть в метаболiчному процесi глiколiзу
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe60.12.1251Ключові слова:
glycolysis, metabolic process, self-organization, fractality, strange attractor, Feigenbaum scenarioАнотація
У роботi за допомогою математичної моделi дослiджується метаболiчний процес глiколiзу. Загальна схема глiколiзу розглядається як закономiрний результат бiохiмiчної еволюцiї. Використовуючи теорiю дисипативних структур, проведено пошук умов самоорганiзацiї даного процесу. Знайдено автокаталiтичнi процеси, завдяки яким зберiгається циклiчнiсть в динамiцi його протiкання. Дослiджено умови порушення синхронiзацiї процесу, збiльшення кратностi циклiчностi та виникнення хаотичних режимiв. Отримано фазопараметричнi дiаграми каскаду бiфуркацiй, якi вiдзеркалюють перехiд до хаотичних режимiв вiдповiдно сценарiю Фейгенбаума та перемежаємостi. Знайдено дивнi аттрактори, що виникають внаслiдок воронки. Побудованi їх аттрактори. Розрахованi повнi спектри показникiв Ляпунова i дивергенцiй для знайдених режимiв. Розрахованi КС-ентропiї, горизонти передбачуваностi та ляпуновскi розмiрностi дивних аттракторiв. Зроблено висновки про структурно-функцiональнi зв’язки глiколiзу та їх впливу на стiйкiсть метаболiчного процесу клiтини.
Посилання
A.P. Rudenko, DAN SSSR 159, 1374 (1964).
A.P. Rudenko, The Theory of Self-Development of Open Catalytic Systems (Moscow State Univ., Moscow, 1969) (in Russian).
A.P. Rudenko, Zh. Fiz. Khim. 57, 1597, 2641 (1983); 61, 1457 (1987).
G. Nicolis and I. Prigogine, Self-Organization in Nonequilibrium Systems. From Dissipative Structures to Order through Fluctuations (Wiley, New York, 1977).
B. Hess and A. Boiteux, Annu. Rev. Biochem. 40, 237 (1971). https://doi.org/10.1146/annurev.bi.40.070171.001321
J. Higgins, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 51, 989 (1964). https://doi.org/10.1073/pnas.51.6.989
E.E. Selkov, Europ. J. Biochem. 4, 79 (1968). https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1968.tb00175.x
A. Goldbeter and R. Lefever, Biophys J. 12, 1302 (1972). https://doi.org/10.1016/S0006-3495(72)86164-2
L.N. Drozdov-Tikhomirov, G.I. Skurida, and A.A. Alexandrov, J. Biomol. Struct. Dyn. 16, 917 (1999). https://doi.org/10.1080/07391102.1999.10508302
A. Godlbeter and R. Caplan, Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 5, 449 (1976). https://doi.org/10.1146/annurev.bb.05.060176.002313
A.D. Suprun, Yu.I. Prylutskyy, A.M. Shut, and M.S. Miroshnichenko, Ukr. J. Phys. 48, 704 (2003).
Yu.I. Prylutskyy, А.М. Shut, M.S. Miroshnychenko, and A.D. Suprun, Int. J. Thermophys. 26, 827 (2005).
A.D. Suprun, A.M. Shut, Yu.I. Prylutskyy, Ukr. J. Phys. 52, 997 (2007).
Chaos in Chemical and Biochemical System, edit. by R. Field, L. Gy¨orgyi (World Scientific, Singapore, 1993).
V.P. Gachok and Ya.M. Yakymiv, Dokl. Akad. Nauk SSSR 300, 1095 (1988).
V.P. Gachok, Kinetics of Biochemical Processes (Naukova Dumka, Kiev, 1988) (in Russian).
V.P. Gachok, Strange Attractors in Biosystems (Naukova Dumka, Kiev, 1989) (in Russian).
V.S. Anishchenko, Complex Oscillations in Simple Systems (Nauka, Moscow, 1990) (in Russian).
S.P. Kuznetsov, Dynamical Chaos (Fiz.-Mat. Nauka, Moscow, 2001) (in Russian).
V.P. Gachok and V.I. Grytsay, Dokl. Akad. Nauk SSSR 282, 51 (1985).
V.P. Gachok, V.I. Grytsay, A.Yu. Arinbasarova, A.G. Medentsev, K.A. Koshcheyenko, and V.K. Akimenko, Biotechn. Bioengin 33, 661 (1989). https://doi.org/10.1002/bit.260330602
V.P. Gachok, V.I. Grytsay, A.Yu. Arinbasarova, A.G. Medentsev, K.A. Koshcheyenko, and V.K. Akimenko, Biotechn. Bioengin 33, 668 (1989). https://doi.org/10.1002/bit.260330603
V.I. Grytsay, Dopov. Nats. Akad. Nauk Ukr., No. 2, 175 (2000).
V.I. Grytsay, Dopov. Nats. Akad. Nauk Ukr., No. 3, 201 (2000).
V.I. Grytsay, Dopov. Nats. Akad. Nauk Ukr., No. 11, 112 (2000).
V.I. Grytsay, Ukr. J. Phys. 46, 124 (2001).
V.V. Andreev and V.I. Grytsay, Matem. Modelir. 17, No. 2, 57 (2005).
V.V. Andreev and V.I. Grytsay, Matem. Modelir. 17, No. 6, 3 (2005).
V.I. Grytsay and V.V. Andreev, Matem. Modelir. 18, No. 12, 88 (2006).
V.I. Grytsay, Medium Romanian J. Biophys. 17, No. 1, 55 (2007).
V.I. Grytsay, Biofiz. Visn., No. 2, 92 (2007).
V.I. Grytsay, Biofiz. Visn., No. 2, 25 (2008).
V.I. Grytsay, Ukr. J. Phys. 55, 599 (2010).
V.I. Grytsay and I.V. Musatenko, Ukr. Biochem. J. 85, No. 2, 93 (2013). https://doi.org/10.15407/ubj85.02.093
V.I. Grytsay and I.V. Musatenko, Ukr. J. Phys. 58, 677 (2013). https://doi.org/10.15407/ujpe58.07.0677
V.I. Grytsay and I.V. Musatenko, Chaotic Modeling and Simulation (CMSIM) No. 4, 539 (2013).
V.I. Grytsay and I.V. Musatenko, Ukr. Biokhim. Zh. 85, No. 5, 191 (2013).
V.I. Grytsay and I.V. Musatenko, Biopol. and Cell 30, 404 (2014). https://doi.org/10.7124/bc.0008B9
V.I. Grytsay and I.V. Musatenko, Chaotic Modeling and Simulation (CMSIM) 3, 207 (2014).
V. Grytsay, Ukr. J. Phys. 60, 564 (2015).
M.J. Feigenbaum, J. Stat. Phys. 19, 25 (1978). https://doi.org/10.1007/BF01020332
A.N. Kolmogorov, DAN SSSR 154, 754 (1959).
Ya.B. Pesin, Usp. Mat. Nauk. 32, No. 4, 55 (1977).
J.L. Kaplan and J.A. Yorke, Ann. N. Y. Acad. Sci. 316, 400 (1979). https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1979.tb29484.x
J.L. Kaplan and J.A. Yorke, in: Functional Differential Equations of Fixed Points, eds. H.O. Peitgen, H.O. Walther (Springer, Berlin, 1979), p. 204. https://doi.org/10.1007/BFb0064319
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
