Candida oleophila ATCC20177 büyüme ve sitrik asit üretim kinetiğinin kara-kutu tekniğiyle modellenmesi

Matematiksel modelleme biyolojik sistemlerin betimlenmesine, temel sistemlerin açıklanmasına ve sistem davranışının öngörülmesine olanak sağlar. Bu sebeple, sadece anlayışımızı geliştirme amaçlı değil, ayrıca gereken deney miktarını azaltarak maliyeti düşürmek amaçlı kullanımı ile hem temel hem de uygulamalı bilimde, ana odak noktalarından biridir Organik asitler monomer olarak biyoplastik, koruyucu ve katkı maddeleri olarak gıda, ilaç sanayii ve ziraat vb. gibi bir çok endüstri alanında kullanılır. Bu asitlerin ucuz substratların çeşitli organik asitlere fermentasyonuyla petrokimyasal olmayan sürdürülebilir üretimi ilgi çekmektedir. Genelde zayıf asit olan bu asitlerin, tüm üretim ve üretim sonrası maliyetleri düşürmesi sebebiyle, istenen formu proton kazanmış formudur. Bu form ilgili asidin pKa'sının altında bir pH değerinde üretim yapılarak elde edilir. Organik asit üretimindeki anahtar nokta, ürünün kendisinin konak hücre üzerinde doğrudan ve dolaylı inhibisyon etkisinin olmasından dolayı, büyüme ve asit üretim dinamiklerinin belirlenmesidir. Bu tezin amacı, yayınlanımış kesikli fermentasyon verisi kullanılarak kurulan kara-kutu kinetik model ile büyüme ve sitrik asit üretiminin araştırılmasıdır. Substrat alımındaki yarışmasız inhibisyon, sistem dinamiklerini yarışmalı inhibisyondan daha iyi yansıtmıştır. Ayrıca parametreler arası ilişkileri belirlemek için Monte Carlo çalışması yapılmıştır. Glikoz doyum katsayılarının kendi spesifik maksimum hızlarıyla bağlantısı yoktur. Büyüme ve üretim enerjetiği, büyümeyle ilişkili (Kx) ve büyümeyle ilişkili olmayan (mATP) idame parametreleri ile belirlenmiştir. Kx ve mATP için yüzde 90 güven aralığı yayınlanan 1.45 P/O değeri için sırasıyla [0.6, 4] ve [2.5, 8] olarak bulunmuştur. Ayrıca elde edilen model, 0.07 h-1'den düşük seyrelme hızı için kemostat verilerini de iyi bir şekilde yansıtmıştır.