химический каталог




Биохимия. Том 2

Автор Л.Страйер

о 1,98 • 10" " ккал ? моль "х

х град

"со w '

Подставив вместо R и тст

(13)

'_1 и Г = 298 К (25°С),-получим

где AG0' выражено в ккал/моль. Таким образом, стандартная свободная энергия и константа равновесия реакции связаны между собой простым выражением. Например, константа равновесия 10 соответствует изменению стандартной свободной энергии —1,36 ккал/моль при 25°С (табл. 11.1).

В качестве примера вычислим AG0 и AG для изомеризации дигидроксиацетонфос-фата в глицеральдегид-3-фосфат. Эта реакция идет при гликолизе (гл. 12). В состоянии равновесия отношение концентрации глицеральдегид-3-фосфата к концентрации дигидроксиацетонфосфата при 25°С (298 К) и рН 7 составляет 0,0475. Изменение стандартной свободной энергии для этой реакции рассчитывается из уравнения (11):

AG0' = - 2,303KrigK;q

= - 2,303 ? 1,98 ? 10~ 3 - 298 - lg 0,0475

= +1,8 ккал/моль.

М

3 10

AG = 1,8 ккал/моль + 2,303 RTlg —

Теперь вычислим AG для этой реакции, когда начальная концентрация дигидроксиацетонфосфата равна 2-10~*М и начальная концентрация глицеральдегид-3-фосфата 3-10_6 М. Подставляя эти величины в уравнение (6), получаем

210"* М = 1,8 ккал/моль-2,5 ккал/моль = - 0,7 ккал/моль.

СН2ОН

с=о

сн2оро32Дигидрокси-?цвтонфосфат

Y

н—rj;—он сн2оро52Гл иц*ральдвгид ? 3-фосфат

Отрицательное значение для AG указывает, что изомеризация дигидроксиацетонфосфата в глицеральдегид-3-фосфат может протекать спонтанно, когда эти соединения присутствуют в указанных выше концентрациях. Отметим, что AG для этой реакции имеет отрицательное значение, хотя AG0 положительно. Важно подчеркнуть, что соотношение величин AG и AG0 для реакции (AG больше, меньше или равно AG0') зависит от концентрации реагирующих веществ. Критерием спонтанности реакции служит значение AG, а не AG0.

11.3. Термодинамически невыгодная реакция может быть индуцирована термодинамически выгодной реакцией

А ^± В + С В — D

AG0' AG0'

Важное значение в термодинамике имеет тот факт, что общее изменение свободной энергии для ряда реакций равно сумме изменений свободной энергии на отдельных этапах. Рассмотрим реакции

+ 5 ккал/моль — 8 ккал/моль

А ^ С + D AG0 = - 3 ккал/моль

При стандартных условиях А не может спонтанно превращаться в В и С, поскольку AG имеет положительное значение. Однако превращение В в D при стандартных условиях термодинамически возможно. Поскольку изменения свободной энергии аддитивны, AG0 для превращения А в С и D составляет-3 ккал/моль. Следовательно, при стандартных условиях это превращение может протекать спонтанно. Таким образом, термодинамически невыгодная реакция может быть индуцирована термодинамически выгодной реакцией. Эти реакции сопрягаются при посредстве В, их общего промежуточного продукта. Мы встретимся со многими случаями сопряжения энергии в процессах обмена веществ.

11.4. ATP-универсальная энергетическая валюта в биологических системах

Живые существа нуждаются в постоянном притоке свободной энергии для выполнения трех основных задач: 1) для преобразования механической работы в мышечное сокращение и другие формы клеточных движений, 2) для активного транспорта молекул и ионов и 3) для синтеза макромолекул, а также других биомолекул из простых предшественников. Используемая в этих процессах свободная энергия, которая поддерживает организм в состоянии, далеком от равновесия, поступает из окружающей среды. Хемотрофы получают эту энергию путем окисления пищевых веществ, тогда как фототрофы получают ее, улавливая световую энергию. Свободная энергия, высвобождающаяся при окислении питательных веществ и извлекаемая из световой энергии, прежде чем быть использованной в процессах движения, активного транспорта и биосинтеза, частично преобразуется в специальную форму. Таким специальным носителем свободной энергии, своего рода энергетической валютой, является аденозиитрифосфат (АТР). Центральную роль АТР в обмене энергии в биологических системах раскрыли Фриц Липман и Герман Калькар (Fritz Lipmann, Herman Kalkar) в 1941 г.

АТР - нуклеотид, состоящий из остатков аденина, рибозы и трифосфата (рис. 11.2; обсуждение номенклатуры нуклеотидов см. в разд. 22.1). Активная форма АТР-это обычно комплекс АТР с Mg2 + или Мп2 + . Говоря о роли АТР как носителя энергии, мы фокусируем внимание на ее трифосфат-ном компоненте. АТР - молекула, богатая энергией, поскольку ее трифосфатный компонент содержит две фосфоангидридные связи. При гидролизе АТР до аденозинди-фосфата (ADP) и ортофосфата (Pj) или до аденозинмонофосфата (AMP) и пирофос-фата (РР;) высвобождается большое количество свободной энергии. AG0 для этих реакций зависит от ионной силы среды и от концентрации Mg2+ и Са2 + . Мы будем использовать величину-7,3 ккал/моль. При условиях, существующих в клетке в норме, фактическое значение AG для этих процессов гидролиза составляет около — 12 ккал/моль.

ADP + Р, + Н +

AG0 - - 7,3 ккал/моль,

AMP + РР, + Н +

AG0 = — 7,3 ккал/моль.

АТР, AMP и ADP могут превращаться друг в друга. Фермент аденилаткиназа (наз

страница 3
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Скачать книгу "Биохимия. Том 2" (8.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
керамогранит этна
где сделать обрезание в уфе
скотчкаст купить в москве
деревянная скамеечка для большого веса высотой не более 25см

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)