Extensión del modelo Michaelis-Menten a dimensiones nanométricas por medio de física estadística fuera de equilibrio

Abstract

Tesis de maestría en nanotecnología. La habilidad para construir nanoestructuras de diversos tipos ha llegado acompañada de la capacidad para realizar experimentos controlados en los que participan cantidades de moléculas cuyo número puede ser desde unos cuantos cientos de miles hasta una sola molécula cuya actividad química puede ser monitoreada. La reducción de los tamaños involucrados también ha dado lugar a que los efectos de volumen ya no sean los únicos relevantes. En su lugar, los efectos de la supercie y la forma de los productos nanométricos han tomado importancia. Por esa razón, también ha requerido revisión teórica la física estadística tradicional, que ha sido formulada sobre la base de que la forma del sistema físico no inuye sobre sus propiedades termodinámicas. Lo mismo ocurre con las reacciones químicas que antes se realizaban únicamente en moles o en fracciones de moles. Ahora que la cantidad se puede reducir a millares, a cientos, o a decenas de moléculas participantes, la presencia de las uctuaciones aleatorias crece en importancia. Éste es el caso del modelo de Michaelis-Menten para la descripción de reacciones enzimáticas. El objetivo de este trabajo es analizar las uctuaciones aleatorias en la concentración de sustrato y de enzima-sustrato en el modelo de catálisis de Michaelis-Menten. Éste es de mucha utilidad en bioquímica y describe la velocidad de reacción, V , denida como la derivada temporal del producto.