Вільна енергія є корисною термодинамічною функцією для розуміння ферментів - біохімія - NCBI

Книжкова полиця NCBI. Служба Національної медичної бібліотеки, Національних інститутів охорони здоров’я.

функцією

Берг Дж. М., Тимочко Й. Л., Стрієр Л. Біохімія. 5-е видання. Нью-Йорк: W H Freeman; 2002 рік.

  • За погодженням із видавцем ця книга доступна за допомогою функції пошуку, але її неможливо переглянути.

Біохімія. 5-е видання.

Деякі принципи термодинаміки були введені в главі 1, зокрема ідея вільна енергія (G). Щоб повністю зрозуміти, як працюють ферменти, нам потрібно розглянути дві термодинамічні властивості реакції: (1) різниця вільних енергій (ΔG) між продуктами та реактивами та (2) енергію, необхідну для ініціювання перетворення реагентів у продукти. Перший визначає, чи буде реакція спонтанним, тоді як другий визначає швидкість реакції. Ферменти впливають лише на останні. Спочатку ми розглянемо термодинаміку реакцій, а потім, у розділі 8.3, швидкості реакцій.

8.2.1. Зміна вільної енергії надає інформацію про спонтанність, але не швидкість реакції

Як зазначено у розділі 1.3.3, зміна вільної енергії реакції (ΔG) повідомляє нам, чи може реакція відбутися спонтанно:

Реакція може відбутися спонтанно, лише якщо ΔG є негативним. Кажуть, що такі реакції є ексергонічними.

Система знаходиться в рівновазі, і ніякі чисті зміни не можуть відбутися, якщо ΔG дорівнює нулю.

Реакція не може відбутися спонтанно, якщо ΔG є позитивним. Щоб викликати таку реакцію, потрібно ввести вільну енергію. Ці реакції називають ендергонічними.

Потрібно наголосити на двох додаткових моментах. Значення ΔG реакції залежить лише від вільної енергії продуктів (кінцевий стан) мінус вільна енергія реагентів (початковий стан). ΔG реакції не залежить від шляху (або молекулярного механізму) перетворення. Механізм реакції не впливає на ΔG. Наприклад, ΔG для окислення глюкози до СО2 та H2O однаково, незалежно від того, відбувається воно при спалюванні in vitro або внаслідок ряду етапів, каталізованих ферментами. Значення ΔG не містить інформації про швидкість реакції. Від’ємне значення ΔG вказує на те, що реакція може відбуваються спонтанно, але це не означає, чи буде воно тривати із відчутною швидкістю. Як буде обговорено коротко (розділ 8.3), швидкість реакції залежить від вільна енергія активації (ΔG ‡), що значною мірою не пов'язане з ΔG реакції.