Alan: Biyokimya · Düzey: İleri IBO
Enerji, denge ve hız farklı kavramlardır
ΔG=ΔG°′+RT ln Q eşitliği, biyokimyasal reaksiyonun mevcut koşullarda net ilerleme eğilimini gösterir. Q, reaktan ve ürünlerin uygun etkinliklerinden oluşur. Denge noktasında ΔG=0 ve ΔG°′=−RT ln K′eq olur. Negatif ΔG'nin büyüklüğü reaksiyonun ne kadar hızlı gerçekleşeceğini vermez; reaksiyon hızı, enerji engeli ve katalizle ilgilidir. Hücre içindeki ATP/ADP/Pi oranları, standart koşullardan farklı olduğundan gerçek ATP hidrolizinin ΔG'si standart tabloda yazandan farklıdır.
ATP'den fosfat koparmanın 'bağı kırdığı için enerji açığa çıkardığı' söylenemez; bağ kırılması enerji gerektirir. Ürünlerin rezonans stabilizasyonu, hidrasyonu ve elektrostatik etkileşim değişimleri net serbest enerjiye katkı verir. Bir endergonik süreci ATP hidrolizi ile birlikte yürütmek için doğrudan mekanik-kimyasal eşleşme gerekir; yalnız aynı ortama eklemek yeterli değildir. Redoks için ΔG°′=−nFΔE°′ kullanılır; n aktarılan elektron sayısıdır.
Nicel örnek
298 K'de ΔG°′=+5,0 kJ/mol ve Q=0,01 olsun. RT ln Q=2,478×(−4,605)=−11,41 kJ/mol, dolayısıyla ΔG≈−6,41 kJ/mol. Standart koşullarda ileri yönde elverişsiz görünen bir reaksiyon, hücre içi derişimler nedeniyle ileri gidebilir. Buna karşılık Q=100 için ΔG≈+16,41 kJ/mol olur.
Metabolik akıyı ölçmek
Bir metabolitin hücre içi miktarı sabit kalırken sentez ve tüketim akılarının ikisi de yüksek olabilir. Dolayısıyla 'metabolit derişimi değişmedi, yolak çalışmıyor' çıkarımı geçersizdir. İzotop izleme, zamana bağlı örnekleme ve metabolitlerin izotop dağılımını ölçme, metabolik akı hakkında ek bilgi sağlar.
Özgün soru: Aynı reaksiyonun Q=100 koşulundaki ΔG değeri kaçtır? A) −16,4 B) −6,4 C) 0 D) +16,4 E) +5,0 kJ/mol. Cevap D. RT ln(100)≈+11,41, standart değerle toplamı +16,41'dir.
Dikkat: Enzim ΔG'yi değiştirmez; eşleşmiş reaksiyonun toplam ΔG'si hesaplanmalıdır. İki reaksiyonun ΔG'leri yalnız uygun stokiyometri ve fiziksel eşleşme altında toplanabilir.
İleri kaynak: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/6-introduction