8/17/2019 Taller Bio 1(Yesid)

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TALLER #1 DE BIOPROCESOS EN MATLAB

En el presente trabajo, se utilizaron 4 métodos diferentes para encontrar yreportar constantes cinéticas y velocidades máximas en la reacción dehidrolisis de N-lutaril-!-fenilalanina-p-nitroanilida o "#N$ %Sustrato& para darp-nitroanilina y N-lutaril-!-fenilalanina, utilizando como catalizador la enzima'-(uimotripsina)*on ayuda de la herramienta informática de E+*E! %pa(uete de oce&, sedeterminó el valor de las velocidades iniciales de reacción experimentalesempleando el método diferencial de diseo de reactores) .na vez obtenido losvalores de velocidades iniciales para cada concentración de sustratosuministrada, se diseó y planteo un prorama haciendo uso del soft/are de0$1!$2 %0$13567& (ue ayudara a desarrollar tales métodos solicitados8 talprorama tiene por nombre TallerBio1 1.

El prorama TallerBio1 tiene por objetivos9

- 5ealizar un ajuste no lineal a los datos iniciales de concentración desustrato y velocidades de reacciones correspondientes utilizando la funciónnlinft de 0$1!$2, para futura comparación con datos de velocidades dereacciones ajustados)

- :esarrollar relaciones entre velocidades de reacción y concentraciones desustrato propias del método ra;co de line/eaver-2ur? -4  einferiores a estos, pues concentraciones demasiado bajas en comparación a lasinicial de ?)@A, es decir, no se tuvieron en cuenta en el prorama TallerBio1.mal iual (ue sus respectivas parejas de velocidad de reacción) #or motivos

oranizacionales y de presentación, se optó por subdividir el script de 0$1!$2en cuatro partes8 una por cada método y asB tener más claridad al momento desus desarrollos)

AJSTE NO LINEAL

7e encuentra en el primer blo(ue de códios de la ventana 7*5C#1, en dondecon datos tabulados de velocidades de reacción y concentraciones de sustrato,se plantea una relación entre estos dejando como incónitas los parámetros de

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velocidad máxima %Dmax& y constante de e(uilibrio %6m&, sobra decir (ue paramotivos de simpli;cación y trabajo de la función nlinft los anterioresparámetros se especi;can dentro de una vector ;la de x> llamado !eta.:espués, se procedió a utilizar la función nlinft de matlab cuya ;nalidad esutilizar los datos de concentraciones, velocidades de reacción y la ecuación deMi"aelis$Menten para relacionarlos dándoles valores inBciales de iteración a

Dmax y 6m de F> >G) *omo respuesta obtendremos una matriz con valores;nales de Dmax y 6m %beta %>& y beta %& respectivamente&, una matriz deresiduales, el Hacobiano, una matriz de covarianza y una matriz de error)$provecharemos los resultados de la matriz !eta para expresar una nuevaecuación de velocidad de reacción, esta vez con parámetros de;nidos deDmaxI >,>AA y 6mI ?,??> con el ;n de comparar esta función con la dedatos experimentales) $demás, se utiliza la función nl%ar"i para hallar loslBmites inferiores y superiores de cada una de los parámetros %Dmax y 6m& conuna con;abilidad del AJK, en donde obtenemos para Dmax valores de F>)?@L>)LL@G y para 6m valores de F?)??>>L ?)??>>MG)tra de las salidas del prorama realizado es una matriz residual %5&, en la cualse expresan las diferencias entre cada uno de los valores experimentales y los

ajustados, sus valores son9F?)???L ?)??>> ?)??>4 -?)??4@ ?)??> -?)???> ?)??>M -?)??LL -?)???4 ?)??M-?)???JG, con estos valores se observa poca desviación al momento decomparación de datos ajustados y experimentales)$ continuación en la f&ura.1 se ilustrara el ajuste no lineal sobre los datosexperimentales brindados en el taller, en donde la lBnea de color azulrepresenta la función de los datos experimentales y la lBnea de color rojo losdatos ajustados con la ecuación de Mi"aelis$Menten.

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Figura.1  Comparación entre datos experimentales y datos ajustados por Michaelis-Menten.

En la anterior rá;ca, se lora apreciar (ue efectivamente la desviación entrelos datos experimentales %cruces de color azul& y los datos ajustados con lBnea

roja, no es mucha y pareciera tener el mismo comportamiento, es decir, hayvalores en velocidades de reacción altas para concentraciones altas desustrato) $demás se concluye (ue los métodos para la captación de tiempos dereacción fueron buenos al momento de su correspondiente laboratorio y porende, el ajuste aplicado por 0ichaelis-0enten tiene mucha precisión yexactitud al momento de ejecutarse)

METODO DE LINE'EA(ER$BR)

METODO DE EADIE$*O+STEE

M,TODO DE *ANES$'OOL+

RE+ERENCIAS1. #rorama 1aller2io>)m %soft/are 0$1!$2&)