Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorBiyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Biyoenerjetik süreçlerde enerji transferi ve reaksiyon yönünü belirleyen termodinamik parametrelerle ilgili olarak; yüksek enerjili fosfat bileşiklerinin hiyerarşisi ve serbest enerji değişiminin (ΔG\Delta G) bileşenleri dikkate alındığında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. Fosfoenolpiruvat (PEP) ve 1,3-bifosfogliserat (1,3-BPG), ATP'ye kıyasla daha negatif standart serbest enerji değişimine (ΔG∘′\Delta G^{\circ'}) sahiptir ve bu durum ADP'nin substrat düzeyinde fosforilasyonunu mümkün kılar; ayrıca endotermik bir reaksiyon (ΔH>0\Delta H > 0), entropi artışının (TΔST\Delta S) entalpiyi aşmasıyla ekzergonik hale gelebilir.Cevap
  2. B
    Bir reaksiyonun hücre içinde istemli gerçekleşebilmesi için standart serbest enerji değişiminin (ΔG∘′\Delta G^{\circ'}) mutlaka negatif olması gerekir; pozitif bir ΔG∘′\Delta G^{\circ'} değeri hücre içi konsantrasyon farkları veya başka bir reaksiyonla kenetlenme ile negatif bir ΔG\Delta G değerine dönüştürülemez.
  3. C
    ATP molekülü, yüksek enerjili fosfat bileşikleri hiyerarşisinin en tepesinde yer alır ve bu özelliği sayesinde PEP veya 1,3-BPG gibi düşük enerjili ara ürünlerden ADP'ye fosfat aktarımı gerçekleşmesini sağlayarak metabolik sürekliliği korur.
  4. D
    Bir reaksiyonun ekzergonik olması için entalpi değişiminin (ΔH\Delta H) negatif olması şarttır; entropi değişiminin (ΔS\Delta S) pozitif olduğu ancak entalpinin pozitif (endotermik) olduğu durumlarda reaksiyon hiçbir sıcaklıkta istemli gerçekleşmez.
  5. E
    Standart serbest enerji değişimi (ΔG∘′\Delta G^{\circ'}), reaksiyonun denge sabitine (KeqK_{eq}) bağlı değildir; bu değer sadece reaksiyonun gerçekleştiği ortamın sıcaklığı ve reaktanların başlangıçtaki mol sayıları ile belirlenen sabit bir katsayıdır.

Cevap

Fosfoenolpiruvat ve 1,3-bifosfogliseratın fosfat transfer potansiyeli ATP'den yüksektir ve biyokimyasal reaksiyonlarda entropi artışı endotermik bir süreci istemli hale getirebilir.
Doğru seçenek olan ifadede belirtildiği gibi, biyoenerjetik hiyerarşide PEP ve 1,3-BPG, ATP'ye kıyasla daha yüksek bir fosfat grubu transfer potansiyeline sahiptir; bu sayede bu moleküller ADP'ye fosfat aktararak substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP sentezini sağlarlar. Termodinamik açıdan ise ΔG=ΔH−TΔS\Delta G = \Delta H - T\Delta S formülü uyarınca, bir reaksiyon endotermik (ΔH>0\Delta H > 0) olsa dahi, eğer entropi artışı (TΔST\Delta S) entalpi artışından büyükse sonuç negatif çıkar ve reaksiyon ekzergonik (istemli) hale gelir.

Adım Adım Çözüm

1
Yüksek enerjili fosfat bileşiklerinin ΔG∘′\Delta G^{\circ'} değerlerini karşılaştırın.
PEP (-61.9 kJ/mol) ve 1,3-BPG (-49.4 kJ/mol), ATP'den (-30.5 kJ/mol) daha negatif değerlere sahiptir.
Daha negatif ΔG∘′\Delta G^{\circ'}, fosfat grubunu ADP'ye aktarma eğiliminin daha yüksek olduğunu gösterir.
2
Serbest enerji değişiminin bileşenlerini (entalpi ve entropi) analiz edin.
ΔG=ΔH−TΔS\Delta G = \Delta H - T\Delta S formülüne göre, ΔH>0\Delta H > 0 olsa bile TΔST\Delta S yeterince büyükse ΔG<0\Delta G < 0 olur.
Sistemdeki düzensizlik artışı (entropi), ısı gerektiren reaksiyonların gerçekleşmesini sağlayabilir.

Anahtar Kavram

Fosfat Grubu Transfer Potansiyeli ve Gibbs Serbest Enerji Bileşenleri

Daha Fazla Pratik

Fosfat hiyerarşisini ezberlerken PEP > 1,3-BPG > Kreatin Fosfat > ATP > G-6-P sıralamasını kullanın.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Biyoenerjetik Temel Kavramlar ve Termodinamik

Bu konudan daha fazla soru