Examkin

Question

Difficulty: MediumBiyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Hücresel biyobenerjetikte, biyokimyasal reaksiyonların istemliliği ve yönü Gibbs serbest enerjisindeki değişim (ΔG\Delta G) ile kontrol edilir. Yüksek enerjili fosfat bileşikleri ise sahip oldukları standart serbest enerji değişimlerine (ΔG∘′\Delta G^{\circ'}) göre bir hiyerarşi oluşturarak fosfat grubunun transferini gerçekleştirirler. Termodinamik yasalar ve yüksek enerjili bileşiklerin özellikleri göz önüne alındığında, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Fosfoenolpirüvat (PEP), ATP'den daha negatif bir ΔG∘′\Delta G^{\circ'} değerine sahip olduğu için glikolizde ADP'ye fosfat aktararak ATP sentezini sağlar.Answer
  2. B
    Bir biyokimyasal reaksiyonun ekzorgonik olması için sistemin entropisinin (ΔS\Delta S) mutlaka artması; yani ΔS\Delta S değerinin pozitif olması şarttır.
  3. C
    1,3-bisfosfogliseratın (1,3-BPG) fosfat transfer potansiyeli ATP'den daha düşük olduğu için, bu molekül hücre içinde ATP hidrolizi ile sentezlenir.
  4. D
    Bir reaksiyon endotermik (ΔH>0\Delta H > 0) ise, mutlak sıcaklık ve entropi değişimi ne olursa olsun Gibbs serbest enerjisi (ΔG\Delta G) daima pozitif olur.
  5. E
    ATP, hücresel sistemlerdeki en yüksek enerjili fosfat bağına sahip moleküldür ve bu nedenle tüm fosfat transfer reaksiyonlarında birincil fosfat vericisidir.

Answer

Fosfoenolpirüvatın (PEP) hidroliz enerjisi ATP'den daha negatif olduğu için, PEP'ten ADP'ye fosfat aktarımı termodinamik olarak kendiliğinden gerçekleşir.
Biyokimyasal süreçlerde fosfat grubu, fosfat transfer potansiyeli daha yüksek olan (standart hidroliz serbest enerjisi daha negatif olan) bir molekülden, potansiyeli daha düşük olan bir moleküle aktarılır. Fosfoenolpirüvat (PEP), yaklaşık −61.9-61.9 kJ/mol'lük ΔG∘′\Delta G^{\circ'} değeri ile ATP'den (−30.5-30.5 kJ/mol) çok daha yüksek bir enerjiye sahiptir. Bu sayede PEP, ADP'ye fosfat grubunu vererek ATP sentezini (sübstrat düzeyinde fosforilasyon) termodinamik olarak mümkün kılar.

Step-by-Step Solution

1
Gibbs serbest enerji denklemini (ΔG=ΔH−TΔS\Delta G = \Delta H - T\Delta S) değerlendir.
Bir reaksiyonun istemli olması için ΔG\Delta G'nin negatif olması gerekir; bu durum negatif ΔH\Delta H (ekzotermik) veya pozitif ΔS\Delta S (entropi artışı) ile sağlanabilir.
Termodinamik istemliliğin tek kriteri toplam serbest enerjideki değişimdir.
2
Yüksek enerjili bileşiklerin standart serbest enerji değişimlerini (ΔG∘′\Delta G^{\circ'}) kıyasla.
PEP (≈−61.9\approx -61.9 kJ/mol) > 1,3-BPG (≈−49.3\approx -49.3 kJ/mol) > ATP (≈−30.5\approx -30.5 kJ/mol).
Fosfat transferi, enerjisi daha yüksek (daha negatif ΔG∘′\Delta G^{\circ'}) olandan düşük olana doğru gerçekleşir.
3
Sübstrat düzeyinde fosforilasyon mekanizmasını açıkla.
PEP'in fosfat transfer potansiyeli ATP'den yüksek olduğu için ADP'yi fosforilleyerek ATP sentezine olanak tanır.
Glikolizin son basamağında bu özellik sayesinde ATP üretilir.

Key Concept

Fosfat Transfer Potansiyeli ve Gibbs Serbest Enerjisi

Practice More

Kreatin fosfatın kas dokusundaki rolünü ve ATP hiyerarşisindeki yerini inceleyiniz.
Estimated Time:1m 20s
Rate this question

Topics

Biyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

More questions from this topic