Գևորգյան, Արամ Էմիլի

Биология

Աշխատությունը նվիրված է բազմաֆերմենտային համակարգերի մաթեմատիկական մոդելավորմանը՝ որպես օրինակ ուսումնասիրելով չճյուղավորված երեք ֆերմենտից կազմված հաջորդական ռեակցիոն շղթա։ Հետազոտության հիմքում ընկած է կենսաքիմիական գործընթացների այնպիսի մաթեմատիկական նկարագրության կառուցումը, որը հնարավորություն է տալիս քանակապես ուսումնասիրել համակարգում ընթացող հաջորդական ֆերմենտային ռեակցիաները, միջանկյալ նյութերի առաջացումն ու սպառումը և վերջնական արտադրանքի ձևավորումը։ Բազմաֆերմենտային համակարգերում յուրաքանչյուր ֆերմենտ սովորաբար մասնակցում է առանձին, բայց փոխկապակցված փուլին, որի արդյունքը կարող է ծառայել որպես հաջորդ ֆերմենտային ռեակցիայի ելանյութ։ Այդ պատճառով ամբողջ շղթայի վարքը կախված է ոչ միայն առանձին ֆերմենտների հատկություններից, այլև դրանց միջև եղած կինետիկ կապերից։ Աշխատության շրջանակում կարող են ձևակերպվել դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգեր, որոնք նկարագրում են սուբստրատների, միջանկյալ միացությունների և վերջնական արտադրանքի կոնցենտրացիաների փոփոխությունը ժամանակի ընթացքում։ Մաթեմատիկական մոդելը հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել ֆերմենտային ռեակցիաների արագությունները, հավասարակշռությանն ու կայուն վիճակին հասնելու պայմանները, ինչպես նաև տարբեր կինետիկ պարամետրերի փոփոխության ազդեցությունը ամբողջ համակարգի աշխատանքի վրա։ Կարևոր խնդիր է նաև համակարգի զգայունության ուսումնասիրությունը՝ պարզելու համար, թե շղթայի որ օղակներն են առավել նշանակալի վերջնական արդյունքի ձևավորման տեսանկյունից և ինչպես կարող է առանձին ֆերմենտի ակտիվության փոփոխությունը անդրադառնալ ամբողջ գործընթացի վրա։ Նման մոդելավորումը հնարավորություն է տալիս տեսականորեն ուսումնասիրել այնպիսի իրավիճակներ, որոնց փորձարարական հետազոտությունը կարող է լինել ժամանակատար կամ տեխնիկապես բարդ։ Աշխատանքի արժեքը պայմանավորված է նաև նրանով, որ երեքֆերմենտային չճյուղավորված շղթան կարող է ծառայել որպես համեմատաբար պարզ մոդել՝ ավելի բարդ կենսաքիմիական ցանցերի ընդհանուր օրինաչափությունները հասկանալու համար։ Ստացված մաթեմատիկական մոտեցումները կարող են հետագայում ընդլայնվել՝ ներառելով ավելի մեծ թվով ֆերմենտներ, հետադարձ կապեր, ճյուղավորվող ուղիներ, ֆերմենտների ակտիվության փոփոխություններ և այլ կենսաքիմիական գործոններ։ Աշխատությունը կարող է հետաքրքրել կենսամաթեմատիկայի, կենսաքիմիայի, համակարգային կենսաբանության, կիրառական մաթեմատիկայի և մաթեմատիկական մոդելավորման ոլորտների մասնագետներին, ինչպես նաև համապատասխան մասնագիտությունների ուսանողներին և հետազոտողներին։ Ընդհանուր առմամբ, ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարելի է մաթեմատիկական ապարատի միջոցով նկարագրել փոխկապակցված ֆերմենտային ռեակցիաների դինամիկան և բացահայտել բազմաֆերմենտային համակարգերի աշխատանքի հիմնական քանակական օրինաչափությունները։