El tiempo de respuesta en rutas metabólicas

Resumen

El metabolismo celular es capaz de responder a cambios tanto en sus parámetros internos(constantes cinética, concentraciones enzimáticas, etc.) como en las restricciones externas. El tiempo que tardan las variables de un sistema metabólico en llevar a cabo dicha respuesta es de fundamental importancia para entender el proceso de optimización evolutiva, así como para diferentes aplicaciones biotecnológicas. Las magnitudes propuestas hasta el momento para estimar el tiempo de respuesta en rutas metabólicas eran sólo válidas bajo condiciones especialmente restrictivas, y no eran aplicables a sistemas que muestren algún tipo de oscilación en su evolución hacia el estado final. Por ello este trabajo se centra en la búsqueda de una definición completamente general del tiempo de respuesta, válida para cualquier tipo de variable (flujos de entrada, de salida,velocidades intermedias y concentraciones enzimáticas),para sistemas evolucionando bajo cualquier clase de restricción(flujo constante, afinidad constante...), independiente del estado final(de equilibrio, estacionario, oscilatorio), y aplicable a cualquier forma de dinámica(monótona en el tiempo, mediante oscilaciones amortiguadas, etc.). Con esta finalidad se ha definido el tiempo característico, Tc, que es el promedio de la derivada de la función cuya evolución se pretende caracterizar y que puede ser interpretado como el tiempo el cual puede considerarse concentrada toda la transición. Se ha corroborado la absoluta generalidad de esta magnitud, comparándola con las previamente dadas por otros autores. Asimismo, se ha comprobado su aplicabilidad empleando para ello datos experimentales obtenidos de modelos in vitro. Por último, con el fin de estudiar el papel que ha podido desempeñar el tiempo de respuesta en la evolución del metabolismo, se ha analizado la optimización de esta función en sistemas metabólicos sencillos.