#MSBio #modelagem #cinética-de-crescimento-celular

Conhecimentos prévios

Microbiologia Aplicada
Modelagem Matemática I a IV
Processos de Upstream na Indústria de Bioprocessos
Bioprocessos: Microrganismos
Planejamento Experimental e Análise de Dados
Bioprocessos: Enzimas

Conceito

Modelagem matemática

É transformar fenômenos físicos, químicos e biológicos em equações matemáticas que permitem prever o comportamento do sistema através de simulações computacionais.

Batelada

Duração definida
Enche antes da fermentação
- Meio
- Inóculo
Esvazia depois da fermentação
- Meio fermentado
Entradas
- Ácido
- Base
- Gases
- Antiespumante
Saídas
- Vapor d'água
- Gases

Batelada alimentada

Mesmo que a batelada normal, porém com alimentação durante a fermentação.

$fonte C + O_{2} ⟶ CO_{2} + ácidos$

Downtime

É tudo que não é fermentação.

Contínuo

Não tem duração definida
Enche antes e durante a fermentação
Esvazia durante a fermentação
Estacionário (não há acúmulo de massa)

Tipos de metabólitos

Primários
Secundários

^[1]

Esterilização por calor

Fase de aquecimento: vai da temperatura de preparo até a temperatura de esterilização, normalmente 121 ºC e 1 atm.
Fase de esterilização: mantém tempo suficiente a temperatura de esterilização.
Fase de resfriamento: resfria da temperatura de esterilização até a de fermentação.

Equação de Michaelis-Menten

$V o = \frac{V m a x * [S]}{K m + [S]}$
Sendo:

$V m a x$ : velocidade máxima da reação.
$V o$ : velocidade inicial da reação.
$[S]$ : concentração de substrato.
$K m$ : constante de Michaelis-Menten.

Ver sobre aula Contas contas e mais contas de #PDBior.

São mantidas fixas as condições de:

Temperatura ótima
pH ótimo
[enzima]

Importante!!

Numericamente, $K m$ pode ser expresso como o [substrato] necessária para que a velocidade da reação seja metade da velocidade máxima.

> $K m$ : Pequena quantidade de substrato necessária para a reação atingir metade da $V m a x$ . Maior afinidade da enzima pelo substrato.
< $K m$ : Grande quantidade de substrato necessária para a reação atingir metade da $V m a x$ . Menor afinidade da enzima pelo substrato.

Linearização de Lineweaver-Burk

Modelo $y = a * x + b$ .
$\frac{1}{v} = \frac{K m}{V m a x} * \frac{1}{[S]} + \frac{1}{V m a x}$
Sendo:

$α = \frac{K m}{V m a x}$
$\frac{1}{V m a x} = b$

Turnover number

A etapa lenta e limitante da reação enzimática é dependente de $k_{c a t}$ { $k_{2}$ }. Assim sendo, temos:
$V m a x = k_{c a t} * [E]$
consequentemente:
$k_{c a t} = \frac{V m a x}{[E]}$

Fonte: https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/questoes/9da3cc0e-a0. Acesso em 2024-08-06T00:00:00.000-03:00. ↩︎