Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54201 БИООРГАНИЧЕСКАЯ, БИОФИЗИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ BIOORGANIC, BIOPHYSICAL AND MEDICINAL CHEMISTRY БИООРГАНИЧЕСКАЯ, БИОФИЗИЧЕСКАЯ И МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ Kinetics of natural biosynthesis of monotherpens Кинетика природного биосинтеза монотерпенов Ходаков Г В Khodakov G V gennadii-hodakov@mail.ru Устименко В Н Ustimenko V N Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского ru V.I. Vernadsky Crimean Federal University ru Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского ru V.I. Vernadsky Crimean Federal University ru 25 06 2017 25 06 2017 2 1 394 400 20 06 2017 20 06 2017 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54201/view

Создана единая кинетическая модель биосинтеза монотерпенов на основе анализа исчерпывающего качественного и количественного их содержания в эфирном масле некоторых представителей рода Artemisia. Представлены механизмы одностадийных процессов сочленения изопрена, карбкатиона диметилаллила и карбкатиона изопентила, объясняющих образование углеводородных каркасов всех типов а-, моно- и бициклических монотерпенов. Создана математическая модель их накопления в зависимости от фаз вегетации. Разработан новый метод определения кинетических констант процесса природного биосинтеза монотерпенов в потоке за счет совмещения результатов математического моделирования биохимических процессов с полученными экспериментальными данными накопления а-, моно- и бициклических монотерпенов в различные фазы вегетации. Установлены численные значения кинетических констант биосинтеза монотерпенов для каждого исследованного растительного вида, которые характеризуют собственную динамику воспроизводства в них всех типов монотерпенов.

The uniform kinetic model for a biosynthesis of monoterpenes by analysis of their comprehensive quality and quantitative capacity in essential oil of some representatives of kind Artemisia is founded. Mechanisms of single-step processes of an interlinking between the isoprene, carbocation of dimethylallyl and carbocation of isopentyl, which explain the formation of hydrocarbonate carcass for all kinds of acyclic, mono- and bicyclic monoterpenes are presented. The mathematical model of their accumulation depending on vegetative phases is founded. The new method to define kinetic constants in processes of a natural biosynthesis of monoterpenes in a current is developed due to the combination of mathematical modelling of biochemical processes with received experimental data about the accumulation of acyclic, mono- and bicyclic monoterpenes in various vegetative phases. Numerical values of kinetic constants in the biosynthesis of monoterpenes for each investigated vegetative kind which characterize own dynamics of their reproduction in all types of monoterpenes are determined.

 Artemisia биосинтез монотерпенов кинетическая модель кинетические константы Artemisia a biosynthesis of monoterpenes a kinetic model kinetic constants

Ходаков Г.В., Котиков И.В. Компонентный состав эфирного масла Artemisia taurica. Химия природ. соедин., 2008, № 2, c. 205-206. [Khodakov G.V., Kotikov I.V. Component composition of essential oil from Artemisia taurica. Khimiya Prirodnykh Soedinenii, 2008, no. 2, pp. 205-206. (In Russ.)] Hodakov G.V., Kotikov I.V. Komponentnyy sostav efirnogo masla Artemisia taurica. Himiya prirod. soedin., 2008, № 2, c. 205-206. [Khodakov G.V., Kotikov I.V. Component composition of essential oil from Artemisia taurica. Khimiya Prirodnykh Soedinenii, 2008, no. 2, pp. 205-206. (In Russ.)] Ходаков Г.В., Котиков И.В., Панковецкий В.Н. Компонентный состав эфирного масла Artemisia abrotanum и Artemisia dracunculus. Химия природ. соедин., 2009, № 6, c. 755-758. [Khodakov G.V., Kotikov I.V., Pankovetski V.N. Component composition of essential oil from Artemisia taurica. Khimiya Prirodnykh Soedinenii, 2009, no. 6, pp. 755-758. (In Russ.)] Hodakov G.V., Kotikov I.V., Pankoveckiy V.N. Komponentnyy sostav efirnogo masla Artemisia abrotanum i Artemisia dracunculus. Himiya prirod. soedin., 2009, № 6, c. 755-758. [Khodakov G.V., Kotikov I.V., Pankovetski V.N. Component composition of essential oil from Artemisia taurica. Khimiya Prirodnykh Soedinenii, 2009, no. 6, pp. 755-758. (In Russ.)] Ходаков Г.В., Котиков И.В. Компонентный состав эфирного масла Artemisia annua и Artemisia scoparia. Химия природ. соедин., 2009, № 6, c. 759-761. [Khodakov G.V., Kotikov I.V. Component composition of essential oil from Artemisia annua и Artemisia scoparia. Khimiya Prirodnykh Soedinenii, 2008, no. 2, pp. 759-761. (In Russ.)] Hodakov G.V., Kotikov I.V. Komponentnyy sostav efirnogo masla Artemisia annua i Artemisia scoparia. Himiya prirod. soedin., 2009, № 6, c. 759-761. [Khodakov G.V., Kotikov I.V. Component composition of essential oil from Artemisia annua i Artemisia scoparia. Khimiya Prirodnykh Soedinenii, 2008, no. 2, pp. 759-761. (In Russ.)] Лолойко А.А., Петришина Н.Н., Невкрытая Н.В., Марченко М.П. Особенности биосинтеза эфирного масла в семенном потомстве полыни эстрагон (Artemisia dracunculus). Экосистемы, их оптимизация и охрана, 2011, вып. 4, c. 116-122. [Loloiko A.A., Petrishina N.N., Nevkritaya N.V., Martchenko M.P. Features of biosynthesis of essential oil in the seed progeny of Artemisia dracunculus. Ecosystems, their optimization and protection, 2011, vol. 4, pp. 116-122. (In Russ.)] Loloyko A.A., Petrishina N.N., Nevkrytaya N.V., Marchenko M.P. Osobennosti biosinteza efirnogo masla v semennom potomstve polyni estragon (Artemisia dracunculus). Ekosistemy, ih optimizaciya i ohrana, 2011, vyp. 4, c. 116-122. [Loloiko A.A., Petrishina N.N., Nevkritaya N.V., Martchenko M.P. Features of biosynthesis of essential oil in the seed progeny of Artemisia dracunculus. Ecosystems, their optimization and protection, 2011, vol. 4, pp. 116-122. (In Russ.)] Кинтя П.К., Фадеев Ю.М., Акимов Ю.А. Терпеноиды растений. Кишинев, Штиинца, 1990, 152 с. [Kintya P.K., Fadeev Yu.M., Akimov Yu.A. Terpenoids of plants, Kishinev, 1990, 152 p. (In Russ.)] Kintya P.K., Fadeev Yu.M., Akimov Yu.A. Terpenoidy rasteniy. Kishinev, Shtiinca, 1990, 152 s. [Kintya P.K., Fadeev Yu.M., Akimov Yu.A. Terpenoids of plants, Kishinev, 1990, 152 p. (In Russ.)] Полянская Е.В., Королюк Е.А., Ткачев А.В. Состав эфирного масла из полыни Glauca из Западной Сибири. Химия природ. соедин., 2007, № 5, c. 544-547. [Polyanski E.V., Korolyuk E.A., Tkatchev A.V. The composition of essential oil from Artemisia Glauca from Western Siberia. Khimiya Prirodnykh Soedinenii, 2007, no. 5, pp. 544-547. (In Russ.)] Polyanskaya E.V., Korolyuk E.A., Tkachev A.V. Sostav efirnogo masla iz polyni Glauca iz Zapadnoy Sibiri. Himiya prirod. soedin., 2007, № 5, c. 544-547. [Polyanski E.V., Korolyuk E.A., Tkatchev A.V. The composition of essential oil from Artemisia Glauca from Western Siberia. Khimiya Prirodnykh Soedinenii, 2007, no. 5, pp. 544-547. (In Russ.)] Шмид Р.,. Сапунов В.Н. Неформальная кинетика. В поисках путей химических реакций. М.: Мир, 1985, 264 с. [Shmit R., Sapunov V.N. Informal kinetics. In search of ways of chemical reactions. M., 1985, 264 p. (In Russ.)] Shmid R.,. Sapunov V.N. Neformal'naya kinetika. V poiskah putey himicheskih reakciy. M.: Mir, 1985, 264 s. [Shmit R., Sapunov V.N. Informal kinetics. In search of ways of chemical reactions. M., 1985, 264 p. (In Russ.)] Rohmer M. The discovery of a mevalonate-independent pathway for isoprenoid biosynthesis in bacteria, algae and higher plants. Nat. Prod. Rep., 1999, vol. 16, pp. 565-574. Rohmer M. The discovery of a mevalonate-independent pathway for isoprenoid biosynthesis in bacteria, algae and higher plants. Nat. Prod. Rep., 1999, vol. 16, pp. 565-574. Porter J.W. Enzymatic synthesis of carotenoid and related compounds. Pure Appl. Chem., 1969, vol. 20, pp. 449-481. Porter J.W. Enzymatic synthesis of carotenoid and related compounds. Pure Appl. Chem., 1969, vol. 20, pp. 449-481. Britton G. Carotenoids: Biosynthesis and Metabolism, 1998, vol. 3, 414 p. Britton G. Carotenoids: Biosynthesis and Metabolism, 1998, vol. 3, 414 p. Barton D., Ollis W.D. The Synthesis and Reactions of Organic Compounds. Biological compounds, 1979, vol. 5, 736 p. Barton D., Ollis W.D. The Synthesis and Reactions of Organic Compounds. Biological compounds, 1979, vol. 5, 736 p. Дьяконов В.П. Система MathCad: справочник. М.: Радио и связь, 1993, 128 с. [ (In Russ.)] D'yakonov V.P. Sistema MathCad: spravochnik. M.: Radio i svyaz', 1993, 128 s. [ (In Russ.)] Брановицкая С.В., Медведев Р.В.,. Фиалков Ю.Я. Вычислительная математика в химии и химической технологии. К.: Вища школа, 1986, 216 с. [Bronevitskaja S.V., Medvedev R.V., Fialkov Yu.Ja. Calculus mathematics in Chemistry and Chemical Technology. K., 1986, 216 p. (In Russ.)] Branovickaya S.V., Medvedev R.V.,. Fialkov Yu.Ya. Vychislitel'naya matematika v himii i himicheskoy tehnologii. K.: Vischa shkola, 1986, 216 s. [Bronevitskaja S.V., Medvedev R.V., Fialkov Yu.Ja. Calculus mathematics in Chemistry and Chemical Technology. K., 1986, 216 p. (In Russ.)] MathCad 6.0 Plus. Финансовые, инженерные и научные расчёты в среде Windows 95. М., Филинь, 1997, 712 с. [Mathcad. User's Guide MathCad 6.0, Mathcad PLUS 6.0. M., Filin, 1997, 712 p. (In Russ.)] MathCad 6.0 Plus. Finansovye, inzhenernye i nauchnye raschety v srede Windows 95. M., Filin', 1997, 712 s. [Mathcad. User's Guide MathCad 6.0, Mathcad PLUS 6.0. M., Filin, 1997, 712 p. (In Russ.)] Ларсен Р.У. Инженерные расчёты в Excel. М.: Вильямс, 2002, 544 с. [Larsen R.W. Engineering with Excel, M., 2002, 544 p. (In Russ.)] Larsen R.U. Inzhenernye raschety v Excel. M.: Vil'yams, 2002, 544 s. [Larsen R.W. Engineering with Excel, M., 2002, 544 p. (In Russ.)]