| | SLO | ENG | Cookies and privacy

Bigger font | Smaller font

Search the digital library catalog Help

Query: search in
search in
search in
search in
* old and bologna study programme

Options:
  Reset


1 - 3 / 3
First pagePrevious page1Next pageLast page
1.
Maksimalna produkcija entropije in maksimalna shannonova informacijska entropija v encimski kinetiki
Marko Šterk, 2018, master's thesis

Abstract: Princip maksimalne produkcije entropije je osrednji optimizacijski princip neravnovesne termodinamike. Princip je dobro raziskan in uveljavljen v sistemih, kjer je zveza med silami in tokovi linearna. Za sisteme, kjer je ta zveza nelinearna pa princip še ni povsem uveljavljen. Primer sistema, kjer je zveza med silami in tokovi nelinearna, so encimske reakcije. V tem magistrskem delu z uporabo principa maksimalne produkcije entropije analiziramo encimsko reakcijo, ki jo poganja encim trioza-fosfat izomeraza, ki je pomemben člen v procesu glikolize in s tem pri proizvodnji energije v večini organizmov. Encim poganja reverzibilno reakcijo v kateri pretvarja substrat dihidroksi acetonfosfat v gliceraldehid-3-fosfat preko vmesnega člena iz skupine enediolov. Z upoštevanjem zakona o ohranitvi mase sistema, ohranitvi encima in fiksne ravnovesne konstante reakcije pokažemo, da v neravnovesnem stacionarnem stanju sistema obstaja maksimum produkcije entropije v odvisnosti od poljubno izbrane kinetične konstante encima. Pokazano je tudi, da v stanju z maksimalno produkcijo entropije soobstajata maksimuma Shannonove informacijske entropije in kinetične fleksibilnosti, kar pomeni, da je stanje z maksimalno produkcijo entropije hkrati tudi najverjetnejše stacionarno stanje, v katerem je encim najfleksibilnejši. Tako napovedane optimalne kinetične konstante encima trioza-fosfat izomeraza primerjamo z eksperimentalno določenimi vrednostmi iz literature in s teoretičnimi napovedmi, ki so jih podali drugi raziskovalci z uporabo svojih optimizacijskih metod.
Keywords: trioza-fosfat izomeraza, encimska kinetika, produkcija entropije, informacijska entropija, kinetična fleksibilnost
Published: 04.02.2021; Views: 255; Downloads: 20
.pdf Full text (773,67 KB)

2.
Modelna napoved forsiranega izdihanega volumna v prvi sekundi (FEV1) pred in po zaužitju nesteroidnih antirevmatikov
Tadej Emeršič, 2015, master's thesis

Abstract: Skupina zdravil nesteroidni antirevmatiki (NSAR) lahko po zaužitju pri posameznih osebah povzroči značilne klinične znake, poznane kot aspirinska intoleranca. Astmatika, ki je preobčutljiv na NSAR in ima dva značilna klinična znaka – bronhokonstrikcijo in nosne polipe, imenujemo aspirinsko intolerantni astmatik. Za pojav aspirinske intolerance je ključna razgradnja arahidonske kisline (AA) v belih krvnih celicah. V splošnem ta poteka po ciklooksigenazni in lipoksigenazni poti. Po prvi poti se tvorijo prostanoidi, po drugi pa cisteinil levkotrieni. NSAR učinkujejo na ciklooksigenazno pot tako, da inhibirajo encime in posledično zmanjšujejo produkcijo prostanoidov, kar naj bi vodilo do povišanja produkcije cisteinil levkotrienov. Znižana produkcija prostanoidov in zvišana produkcija cisteinil levkotrienov sta tipični značilnosti aspirinske intolerance na metabolomski ravni. Raziskave, ki ločujejo aspirinsko intolerantne astmatike od aspirinsko tolerantnih astmatikov in neastmatikov, potekajo na različnih nivojih človeškega organizma. Na proteomskem nivoju potekajo raziskave v smeri študija razlik v ekspresiji posameznih ključnih encimov v metabolni mreži AA, na metabolomskem nivoju pa potekajo raziskave v smeri meritev in analize razmerij med posameznimi eikozanoidi. Raziskave na nivoju tkiv in organov so usmerjene v določanje povečane bronhialne reaktivnosti in preobčutljivosti pacientov na vrste in doze NSAR. To se izvaja s t. i. provokacijskimi testi, pri čemer se s spirometrijo meri forsirani izdihani volumen zraka v prvi sekundi (FEV1). V magistrski nalogi smo s fizikalno-matematičnim modelom povezali proteomski in metabolomski nivo na ravni celice ter napovedali dogajanje na ravni tkiva in organa virtualnega pacienta. Na celičnem nivoju smo z modelom napovedali koncentracije eikozanoidov za različna stanja ekspresij ključnih encimov v procesu metabolizma AA, ki bi naj karakterizirale različne skupine in podskupine pacientov – neastmatike ter astmatike tolerantne in intolerantne na aspirin. Na podlagi teh rezultatov smo najprej na celičnem nivoju napovedali razvito silo v gladkih mišičnih celicah dihalnih poti, nato pa še polmer tipične dihalne poti in končno FEV1. Vse izračune smo izvedli v bazalnem stanju (tj. brez zaužitega zdravila) in po simulaciji oralnega zaužitja različnih vrst NSAR z različnimi dozami. Z modelom smo določili mejne doze simuliranih NSAR (indometacina, ibuprofena, naproksena in celecoxiba) in paracetamola ter ovrednotili njihovo potentnost v smislu povzročitve bronhokonstrikcije in tveganja astmatičnega napada pri različnih modelnih populacijah aspirinsko intolerantnih astmatikov. Vse modelne simulacije smo izvedli v dveh modelnih stanjih. Prvo simulira stanje neinflamacije, drugo pa stanje inflamacije. Na tak način smo z modelom napovedali in simulirali, kako bi se individualni pacient ali skupina pacientov z razpoznavnim vzorcem v produkciji eikozanoidov in z značilnimi razlikami v ekspresiji posameznih ključnih encimov v metabolni mreži AA lahko odzivali na NSAR v primerih nezdravljene in kontrolirane astme, npr. s kortikosteroidi.
Keywords: fizikalni in matematični model, farmakokinetični model, encimska kinetika, inhibicija encimov, metabolne mreže, eikozanoidi, nesteroidni antirevmatiki, gladka mišična celica dihalnih poti, bronhokonstrikcija, astma, aspirinska intoleranca, sistemska farmakologija
Published: 13.10.2015; Views: 999; Downloads: 94
.pdf Full text (3,53 MB)

3.
MODEL REGULACIJE ENCIMA FOSFATAZE LAHKIH VERIG MIOZINA V RAZVOJU SILE V GLADKIH MIŠICAH
Vanja Založnik, 2015, master's thesis

Abstract: V magistrski nalogi preučujemo ključne mehanizme za razvoj sile v gladkih mišičnih celicah (GMC). Razvoj sile pri holingerični stimulaciji gladkih mišic poteka v dveh fazah. V prvi fazi v časovnem intervalu ene minute sila naraste na 80‒90 % maksimalne vrednosti sile. V drugi fazi se v časovnem intervalu tridestih minut sila razvije za nadaljnih 10‒20 % maksimalne vrednosti sile. V nalogi se ostredotočimo predvsem na to drugo ‒ počasnejšo fazo razvoja sile v gladkih mišičnih celicah. Na podlagi vedenj o encimu fosfatazi lahkih verig miozina (MLCP) in o njegovi vlogi v procesu krčenja gladkih mišic dihalnih poti nadgradimo obstoječi model za simulacijo časovnega razvoja sile v odvisnosti od signala kalcija. Model nadgradimo tako, da v njem eksplicitno modeliramo vpliv Rho kinaze (ROCK) na inhibicijo katalitične podenote (PP1c) encima MLCP preko fosforilacije proteina CPI-17. V model prav tako vključimo časovni potek fosforilacije dveh treoninskih ostankov (T696 in T853) na regulatorni podenoti (MYPT1) encima MLCP, ki temelji na izmerjeni odvisnosti. V modelu predpostavimo, da vsi trije omenjeni elementi, CPI-17, T696 in T853, inhibirajo katalitično enoto PP1c. Inhibitorni učinek modeliramo z reverzibilno kompetitivno inhibicijo. Model temelji na predpostavki, da vsa tri mesta fosforilacije: eno na fosforiliranem proteinu CPI-17 in skupaj dve na mestih fosforilacije T696 in T853 na regulatorni podenoti MYPT1, interagirajo s katalitično podenoto PP1c istega encima MLCP, in na ta način zmanjšajo njegovo aktivnost. Z modelom lahko razložimo dodatni porast sile v drugi fazi razvoja za dodatnih 10‒20 %. Z modelom simuliramo tudi učinek inhibitorja encima ROCK, kot če bi bil encim ROCK udeležen zgolj v procesu fosforilacije proteina CPI-17 in za primer, če bi bil encim ROCK udeležen tako v procesu fosforilacije proteina CPI-17, kot tudi v procesu fosforilacije treoninskih ostankov na MYPT1. Na podlagi modela se kot bolj verjeten izkaže drugi mehanizem. Z modelom ocenimo, da bi lahko bil prispevek ROCK k fosforilaciji T696 in T853 na dolgi časovni skali 70 %. Z modelom tako v celoti potrdimo zastavljene hipoteze, hkrati pa oblikujemo nove.
Keywords: gladka mišična celica, matematični model, inhibicija, razvoj sile, kalcij, encimska kinetika
Published: 23.03.2015; Views: 1183; Downloads: 105
.pdf Full text (2,00 MB)

Search done in 0.06 sec.
Back to top
Logos of partners University of Maribor University of Ljubljana University of Primorska University of Nova Gorica