Examkin

Soru

Zorluk: ZorYüksek Enerjili Bağlar ve ATP Döngüsü

Biyoenerjetik sistemlerde ATP\text{ATP}, fosfat grubu transfer potansiyeli (ΔG∘′\Delta G^{\circ \prime}) skalasında merkezi bir "ara enerji taşıyıcısı" (intermediate energy carrier) olarak tanımlanır. Bu özellik, ATP\text{ATP}'nin daha yüksek enerjili bileşiklerden fosfat grubu alabilmesini ve bu grubu daha düşük enerjili moleküllere aktarabilmesini sağlar.

Buna göre, standart koşullar (pH 7.0\text{pH } 7.0, 25∘C25^\circ\text{C}) altında gerçekleşen aşağıdaki reaksiyonlardan hangisinin, bileşiklerin fosfat transfer potansiyelleri arasındaki fark dikkate alındığında **ATP\text{ATP} sentezi (ADP'nin fosforilasyonu) yönünde ilerlemesi termodinamik olarak beklenmez**?

  1. A
    Fosfoenolpiruvat + ADP →\rightarrow Piruvat + ATP
  2. B
    1,3-Bisfosfogliserat + ADP →\rightarrow 3-Fosfogliserat + ATP
  3. C
    Kreatin fosfat + ADP →\rightarrow Kreatin + ATP
  4. Glikoz-6-fosfat + ADP →\rightarrow Glikoz + ATPCevap
  5. E
    Karbamoil fosfat + ADP →\rightarrow Karbamoil + ATP

Cevap

Glikoz-6-fosfat + ADP →\rightarrow Glikoz + ATP reaksiyonunun gerçekleşmesi beklenmez, çünkü glikoz-6-fosfatın enerji seviyesi ATP sentezi için yetersizdir.
Doğru seçenek olan glikoz-6-fosfatın fosfat transfer potansiyeli skaladaki konumu ATP\text{ATP}'nin altındadır. Termodinamik kurallarına göre, fosfat grubu transferi sadece yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru kendiliğinden gerçekleşir. ATP\text{ATP} sentezi için gereken standart enerji −30.5 kJ/mol-30.5\text{ kJ/mol} iken, glikoz-6-fosfatın hidrolizi sadece −13.8 kJ/mol-13.8\text{ kJ/mol} enerji açığa çıkarır, bu da reaksiyonu endergonik kılar.

Adım Adım Çözüm

1
ATP hidrolizinin standart serbest enerji değişimini belirlemek.
ΔG∘′=−30.5 kJ/mol\Delta G^{\circ \prime} = -30.5\text{ kJ/mol} (veya −7.3 kcal/mol-7.3\text{ kcal/mol})
Bu değer, ADP'nin ATP'ye dönüşmesi için gereken minimum enerji eşiğini temsil eder.
2
Verilen bileşiklerin standart fosfat transfer potansiyellerini karşılaştırmak.
PEP (−61.9-61.9), 1,3-BPG (−49.4-49.4), Kreatin-P (−43.1-43.1), Karbamoil-P (−51.4-51.4) > ATP (−30.5-30.5) > G6P (−13.8-13.8)
Ekzergonik bir fosfat transferi için vericinin potansiyeli alıcınınkinden daha negatif olmalıdır.
3
Glikoz-6-fosfat reaksiyonunun net enerji değişimini hesaplamak.
Net ΔG∘′=(−13.8)+(+30.5)=+16.7 kJ/mol\Delta G^{\circ \prime} = (-13.8) + (+30.5) = +16.7\text{ kJ/mol} (Endergonik)
Pozitif serbest enerji değişimi, reaksiyonun standart koşullarda bu yönde ilerlemeyeceğini gösterir.

Anahtar Kavram

Fosfat Grubu Transfer Potansiyeli ve ATP'nin Ara Enerji Taşıyıcı Rolü
Bu soruyu puanla

Konular

Yüksek Enerjili Bağlar ve ATP Döngüsü

Bu konudan daha fazla soru