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三羟基丙醛对两种酶抑制区域的混杂系统的鲁棒性与辨识

作　者: 戴丹丹
导　师: 冯恩民
学　校: 大连理工大学
专　业: 运筹学与控制论
关键词: 间歇和连续发酵三羟基丙醛混杂非线性动力系统抑制区域鲁棒性分析系统辨识
分类号: TQ923
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文以微生物歧化甘油生产1,3-丙二醇(1,3-PD)的间歇发酵到连续发酵过程为背景,针对发酵过程中关键中间产物三羟基丙醛(3-HPA)的浓度变化对甘油脱水酶(GDHt)和1,3-PD氧化还原酶(PDOR)两种关键酶的抑制区域的不同情形,建立了3-HPA对两种酶抑制区域的混杂动力系统,并讨论和证明了系统解的存在唯一性以及其它性质。针对胞内物质浓度难以测试,提出了生物鲁棒性的定量分析方法,并通过鲁棒性分析和系统辨识推断出了3-HPA对两种关键酶的抑制范围。本论文的主要内容可概括如下：1、讨论了3-HPA的浓度变化对两种关键酶抑制作用的影响。在微生物歧化甘油生产1,3-PD的间歇发酵到连续发酵过程中,3-HPA的积累抑制了细胞的生长和甘油代谢过程中关键酶的活性,基于假设底物甘油和产物1,3-PD的跨膜运输方式都是主被动运输的情况下,针对3-HPA对两种关键酶抑制区域的不同情形,建立了3-HPA对两种酶抑制范围的混杂动力系统,并讨论和证明了解的存在唯一性以及其它性质。2、3-HPA对两种酶抑制区域的混杂系统的鲁棒性与辨识的数值计算。由于目前实验技术只能提供胞外物质的浓度,针对胞内物质浓度很难测试,提出了生物鲁棒性指标。以生物鲁棒性作为性能指标,以建立的混杂非线性动力系统为主要约束,建立了混杂非线性动力系统辨识模型,并证明了该模型的可辨识性。最后通过数值计算推断出了3-HPA只有达到一定浓度的时候才对两种酶产生抑制作用,并给出了具体的抑制区域。

三羟基丙醛对两种酶抑制区域的混杂系统的鲁棒性与辨识

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