Numerical Methods for the Life Scientist: Binding and Enzyme Kinetics Calculated with GNU Octave and MATLAB

سینتیک آنزیم، سینتیک اتصال و منحنی‌های دوز-پاسخ دارویی در حال حاضر با چند روش استاندارد تجزیه و تحلیل می‌شوند. برخی از اینها، مانند سینتیک آنزیم Michaelis-Menten، از تقریب های قابل قبول استفاده می کنند، برخی دیگر، مانند معادلات Hill برای منحنی های دوز-پاسخ، قدیمی هستند. محاسبه طرح‌های واکنش واقع‌بینانه نیاز به روال‌های ریاضی عددی دارد که معمولاً در برنامه‌های درسی علوم زیستی پوشش داده نمی‌شوند. این کتاب درسی به معرفی گام به گام حل عددی معادلات غیر خطی و دیفرانسیل می پردازد. با مجموعه ای از برنامه ها برای محاسبه هر طرح واکنش در هر رایانه شخصی همراه خواهد بود. نمونه های معمولی از بیوشیمی تحلیلی و فارماکولوژی را می توان به عنوان الگوهای همه کاره استفاده کرد. هنگامی که یک طرح واکنش برای برازش داده ها اعمال می شود، پارامترهای حاصل ممکن است منحصر به فرد نباشند. همبستگی پارامترها مورد بحث قرار خواهد گرفت و راهبردهای ساده سازی ارائه خواهد شد.

Enzyme kinetics, binding kinetics and pharmacological dose-response curves are currently analyzed by a few standard methods. Some of these, like Michaelis-Menten enzyme kinetics, use plausible approximations, others, like Hill equations for dose-response curves, are outdated. Calculating realistic reaction schemes requires numerical mathematical routines which usually are not covered in the curricula of life science. This textbook will give a step-by-step introduction to numerical solutions of non-linear and differential equations. It will be accompanied with a set of programs to calculate any reaction scheme on any personal computer. Typical examples from analytical biochemistry and pharmacology can be used as versatile templates. When a reaction scheme is applied for data fitting, the resulting parameters may not be unique. Correlation of parameters will be discussed and simplification strategies will be offered.