Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН», Севастополь, Россия 

 

Аннотация. В работе рассматривается один из видов непрерывного культивирования микроводорослей с задаваемой начальной плотностью культуры и фиксированным временем между разбавлениями. Такому режиму был предложен термин рейтстат. Он позволяет получить культуру микроводорослей, нелимитированную по биогенным элементам, освещённости, рН, температуре, как следствие, происходит стабилизация биохимического состава биомассы. После адаптации культуры к заданным внешним условиям была получена постоянная продуктивность, и изучалась динамика содержания белка в биомассе при различных стационарных плотностях культуры. Изменяя стационарную плотность, получали культуру с разным световым обеспечением на единицу биомассы. Цель работы – разработать математическую модель, позволяющую объяснить динамику накопления белка в биомассе на примере зелёной микроводоросли Teraselmis viridis в рейтстате. При описании биотрансформаций биохимических веществ белок был выбран как наиболее весомый компонент биомассы физиологически активной культуры. Кроме того, белок является неотъемлемым компонентом клеточной структуры, что позволяет математически выразить остальные клеточные структуры через его содержание. Приводятся экспериментальные данные по содержанию белка в биомассе и продуктивности тетраселмиса в непрерывном режиме культивирования для различных стационарных состояний культуры. В основу математической модели положено, что в области работы рейтстата удельная скорость синтеза белка прямо пропорциональна количеству поглощённой световой энергии на единицу ключевого мультиферментного комплекса, на котором происходит сопряжение энергообменных реакций. Вводится поправка, что часть клеточных белков разрушается в ходе окислительных реакций с постоянной удельной скоростью. Получены аналитические уравнения, описывающие суточную динамику концентрации общего белка в зависимости от биомассы тетраселмиса.

 

Ключевые слова: удельная скорость роста, удельная скорость синтеза белка, продукция белка, линейный рост, приведённый световой поток, коэффициент поглощения света