Свободная энергия гидролиза некоторых органических фосфатов

Высокоэнергетические фосфаты

Пример

Сопряжение экзергонических и эндергонических процессов в организме

Эндергонические и экзергонические реакции

Направление химической реакции определяется значением ΔG. Если эта величина отрицательная, то реакция протекает самопроизвольно и сопровождается уменьшением свободной энергии. Такие реакции называют экзергоническими. Если при этом абсолютное значение ΔG велико, то реакция идёт практически до конца, и её можно рассматривать как необратимую.

Если ΔG положительно, то реакция будет протекать только при поступлении свободной энергии извне. Такие реакции называют эндергоническими.

Если абсолютное значение ΔG велико, то система устойчива, и реакция в таком случае практически не осуществляется. При ΔG, равном нулю, система находится в равновесии.

В биологических системах термодинамически невыгодные (эндергонические) реакции могут протекать лишь за счёт энергии экзергонических реакций. Такие реакции называют энергетически сопряжёнными. Многие из этих реакций происходят при участии аденозинтрифосфата (АТФ), играющего роль сопрягающего фактора.

Реакция фосфорилирования глюкозы свободным фосфатом с образованием глюкозо-6-фосфата является эндергонической:

(1) Глюкоза + Р3РО4 → глюкозо-6-фосфат + Н2О (ΔG=+13,8 кДж/моль).

Для протекания такой реакции в сторону образования глюкозо-6-фосфата необходимо её сопряжение с другой реакцией, величина свободной энергии которой больше, чем требуется для фосфорилирования глюкозы.

(2) АТФ → АДФ + Н3РО4 (ΔG=-30,5 кДж/моль).

При сопряжении процессов (1) и (2) в реакции, катализируемой гексокиназой, фосфорилирование глюкозы легко протекает в физиологических условиях. Равновесие реакции сильно сдвинуто вправо, и она практически необратима:

(3) Глюкоза + АТФ → Глюкозо-6-фосфат + АДФ (ΔG=-16,7 кДж/моль).

В живых организмах существует целая группа органических фосфатов, гидролиз которых приводит к освобождению большого количества свободной энергии.

Такие соединения называют высокоэнергетическими фосфатами.

Разные фосфорилированные соединения обладают разным запасом свободной энергии.

Центральное место среди этих соединений занимает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)

В молекуле АТФ две высокоэнергетические (макроэргические) связи β и γ

Дата добавления: 2015-05-08