14. Gibbsova voľná energia a vplyv koncentrácií reaktantov a produktov

Question 1

Charakteristika Gibbsovej voľnej energie

Answer 1

= množstvo energie schopnej vykonávať prácu počas reakcie pri konštantnej teplote a tlaku

ΔG = G produktov - G reaktantov
ΔG = ΔH - T×ΔS

Question 2

Charakteristika štandardnej Gibbsovej voľnej energie

Answer 2

ΔG° = sila, ktorá poháňa reakciu smerom k dosiahnutiu rovnováhy (za štandard. podmienok)

štandarné podmienky: reaktanty a produkty sú na začiatku reakcie prítomné pri teplote 25°C, tlaku 101,3kPA (1atm) a c=1mol/l

Question 3

Vplyv koncentrácie reaktantov a produktov na spontánnosť reakcie - vysvetliť na príklade reakcie premeny glukóza-6-fosfátu na glukóza-1-fosfát

Answer 3

Glu-1-P má vyššiu E fosfátovej väzby ako glu-6-P. Ak by reakcia začínala s rovnakými c oboch zložiek, konvertovala by sa spontánne glu-1-P na glu-6-P

máme vzťah:
ΔG’° = -R×T×ln Keq
Keq = [c]produkt/ [c]reaktant

vieme, že
-ak G>0, reakcia neprebehne sama
-ak G<0, reakcia beží samovoľne

-pre telo je energeticky výhodné meniť glu1P->glu6P
-v istom bode však koncentrácia glu6P bude tak vysoká, že nám zmení G a s ňou aj smer reakcie

TLDR: Zmena v pomere koncentrácií (Keq) môže otáčať smer spontánnej reakcie.

Question 4

Spriahnutie exer- a endergonických procesov v bio systémoch (vysvetliť na príklade premeny glukózy na glu-6-P)

Answer 4

Endergonický proces:
-glu = molekula s nízkou E uloženou vo forme stabilných chem. väzieb
-proces syntézy glu-6-P: fosforylácia glukózy= pridanie energie a fosfátového zvyšku (zvyšuje sa potenciálna E molekuly)

Exergonický proces:
-glu-6-P = produkt endergonickej reakcie
-môže byť ďalej spracovaná v ďalších metabolických dráhach (napr. glykolýza alebo syntéza glykogénu)
-v glykolýze sa nám energia uvoľní

Ak sú spriahnuté, môže byť exergonická reakcia poháňadlom endergonickej, ktorá by inak samovoľne neprebehla. (príklad v prednáške TERMODYNAMIKA)

Question 5

Dôležitosť molekuly ATP

Answer 5

-je prenášačom fosfátu a univerzálnym zdrojom energie pre metabolické deje
-energiu dodáva štiepením makroergickej väzby

ATP->ADP

Question 6

Hydrolýza ATP
-napísať vzorec ATP, štruktúrne reakciu hydrolýzy

Answer 6

Question 7

Popísať väzby v ATP

Answer 7

typy väzieb:
× medzi fosfátovými zvyškami (2) = fosfoanhydridová, makroergická
× medzi adenínom a ribózou (1) = N-glykozidová
× medzi ribózou a fosfátovým zvyškom (1) = fosfoesterová

Question 8

Ďalšie typy makroergických zlúčenín - uviesť ich názvy + metabolické dráhy, v ktorých sa tvoria (min pri 2 aj vzorec)

Answer 8

×fosfoenolpyruvát
-medziprodukt glykolýzy

×1,3-bisfosfoglycerát
-medziprodukt glykolýzy

×acetylCoA
-vznik pri ß-oxidácii MK

×kreatínfosfát (PCr)
ADP + PCr <-> ATP + Cr