SUMMARY: Many ecologically important chemical transformations in the ocean are controlled by biochemical enzyme reactions in plankton. Nitrogenase regulates the transformation of N 2 to ammonium in some cyanobacteria and serves as the entryway for N 2 into the ocean biosphere. Nitrate reductase controls the reduction of NO 3 to NO 2 and hence new production in phytoplankton. The respiratory electron transfer system in all organisms links the carbon oxidation reactions of intermediary metabolism with the reduction of oxygen in respiration. Rubisco controls the fixation of CO 2 into organic matter in phytoplankton and thus is the major entry point of carbon into the oceanic biosphere. In addition to these, there are the enzymes that control CO 2 production, NH 4 excretion and the fluxes of phosphate. Some of these enzymes have been recognized and researched by marine scientists in the last thirty years. However, until recently the kinetic principles of enzyme control have not been exploited to formulate accurate mathematical equations of the controlling physiological expressions. Were such expressions available they would increase our power to predict the rates of chemical transformations in the extracellular environment of microbial populations whether this extracellular environment is culture media or the ocean. Here we formulate from the principles of bisubstrate enzyme kinetics, mathematical expressions for the processes of NO 3 reduction, O 2 consumption, N 2 fixation, total nitrogen uptake, Key words: allometry, electron transport, ETS, glutamine synthase, nitrate reductase, nitrogen fixation, nitrogenase.
RESUMEN: MODELADO DE PROCESOS FISIOLÓGICOS EN EL PLANCTON BASADOS EN PRINCIPIOS DECINÉTICA ENZIMÁTICA. -En el océano, muchas transformaciones químicas importantes desde el punto de vista ecológico son controladas por reacciones bioquímicas enzimáticas en el plancton. La nitrogenasa regula la transformación de N 2 a amonio en algunas cianobacterias y sirve como vía de entrada para el N 2 en la biosfera oceánica. La nitrato reductasa controla la reducción de NO 3 a NO 2 y, con ello, la producción nueva en el fitoplancton. El sistema respiratorio de transferencia de electrones en todos los organismos conecta las reacciones de oxidación del carbono del metabolismo intermediario con la reducción del oxígeno en la respiración. La rubisco controla la fijación de CO 2 en materia orgánica en el fitoplancton, y así es el principal punto de entrada del carbono en la biosfera oceánica. Además de estos enzimas, están los que controlan la producción de CO 2 , la excreción de NH 4 y los flujos de fosfato. Algunos de tales enzimas han sido reconocidos e investigados por los científicos del mar en los últimos treinta años. Sin embargo, hasta fecha reciente los principios cinéticos del control enzimático no han sido explotados para formular ecuaciones matemáticas precisas de las expresiones fisiológicas de control. Si se dispusiera de tales ecuaciones, aumentaría nuestra capacidad de predecir las tasas de las transformacion...