Biochimica - L' accoppiamento energetico

L’accoppiamento energetico delle

reazioni chimiche

•Prendiamo in considerazione due reazioni in cui il

prodotto della prima sia un reagente della seconda

secondo lo schema:

A + B C + D (reazione 1)

C + E F + G (reazione 2)

• Se si sommano le reazioni il risultato sarà:

A + B + E D + F + G (reazione 3)

•Consideriamo ora le variazioni di energia libera

standard. Poiché lo stato finale che produce D, F e G è

lo stesso sia che si considerino le due reazioni parziali,

sia che si consideri quella complessiva si avrà:

G°’ G°’ G°’

= +

3 1 2

L’accoppiamento energetico delle

reazioni chimiche

G°’

•Ricordando e la K’

la relazione tra avremo:

eq

RT ln K’ = RT ln K’ + RT ln K’

eq3 eq1 eq2

Ossia K’ = K’ x K’

eq3 eq1 eq2

•Vi è quindi una stretta relazione tra la costante d’equilibrio

globale e le costanti d’equilibrio parziali, per cui anche se una

reazione fosse, dal punto di vista termodinamico, impossibile

la produzione dei prodotti finali sarebbe ancora

termodinamicamente favorita qualora la diminuzione di

energia libera della seconda reazione compensasse la prima.

Trasferimento di Energia

Un Processo Biologico Cruciale

• L’Energia acquistata dalla luce solare o

dal cibo deve essere usata per guidare

processi endoergonici (che richiedono

energia)

• Due classi di biomolecole fanno ciò:

– I coenzimi Ridotti (NADH, FADH )

2

– I composti fosforilati ad Alta-energia - (con

una energia libera di idrolisi maggiore di -25

kJ/mol)

Biomolecole ad Alta-Energia

• Notiamo che - PEP e 1,3-BPG sono

composti ad ALTA-energia

• Notiamo che - gli zuccheri fosforilati

NON sono composti ad alta energia

• l’ATP

Notiamo che possiede una

posizione centrale!