Основы биохимии Том 2 - А. Ленинджер 1985
Биоэнергетика и метаболизм
ATP-Цикл и биоэнергетика клетки
Химические реакции характеризуются определенной величиной ∆G0'
Вычислим теперь величину изменения стандартной свободной энергии для реакции, катализируемой ферментом фосфоглюкомутазой (о роли этого фермента в клетке мы будем говорить в следующей главе):
Химический анализ показывает, что если исходная концентрация глюкозо-1-фосфата равна, допустим, 0,02 М, то при избытке фермента реакция протекает в прямом направлении (слева направо), а если исходная концентрация глюкозо-6-фосфата равна 0,02 М, то реакция протекает в обратном направлении (справа налево), причем конечный результат оказывается одинаковым: в равновесной смеси при 25 °С и pH 7,0 концентрации глюкозо-1-фосфата и глюкозо-6-фосфата составляют соответственно 0,001 и 0,019 М. (Вспомним, что фермент не смещает равновесие данной реакции, а только ускоряет его достижение.) Рассчитаем из этих данных константу равновесия фосфоглюкомутазной реакции
Зная величину К'eq, мы можем определить изменение стандартной свободной энергии:
Изменение стандартной свободной энергии выражается в этом случае отрицательной величиной, и, следовательно, превращение глюкозо-1-фосфата в глюкозо-6-фосфат при исходных концентрациях глюкозо-1-фосфата и глюкозо-6-фосфата 1,0 М протекает с потерей свободной энергии. Для биохимических реакций величины ∆G0' принято выражать в килокалориях; в нашем примере ∆G0' = -1,74 ккал/моль.
В табл. 14.3 приведены величины изменения стандартной свободной энергии для ряда характерных химических реакций. Из этой таблицы видно, что гидролиз таких соединений, как некоторые сложные эфиры, амиды, пептиды и гликозиды, а также реакции перегруппировки и элиминирования, сопровождаются сравнительно небольшим изменением стандартной свободной энергии, тогда как гидролиз ангидридов кислот характеризуется относительно большой величиной ∆G0'. Особенно же большим уменьшением стандартной свободной энергии сопровождается окисление органических соединений до СO2 и Н2O. Позже, однако мы увидим (гл 15 и 17). что данные об изменениях стандартной свободной энергии, подобные тем, которые приведены в табл. 14.3, ничего в сущности не говорят нам о том, какая часть свободной энергии может реально использоваться в биологических системах.
Таблица 14-3. Изменения стандартной свободной энергии для некоторых химических реакций при pH 7,0; 25 С
