Knihkupectví
Chemické Reakce probíhají díky Vysoké Energetické Transformace Států
Všechny chemické reakce probíhají prostřednictvím jednoho nebo více transition-state meziprodukty whosecontent volné energie je vyšší než reaktantů nebo produktů. Pro jednoduchou reakci R (reaktanty) ⇌ P (produkty) můžeme napsat
kde S je reakční meziprodukt s nejvyšší volnou energií; K‡je rovnovážná konstanta pro reactionR ⇌ S,konverze reaktantu na vysoké energie střední S; a v se použije konstanta pro převod z S do produktu P. aktivní vztah mezi počáteční reaktanty a produkty reakce mohou být obvykle líčil, jak ukazuje Obrázek 2-27. Volné energie activationΔG‡ se rovná rozdílu ve volném energybetween přechod-státní střední S a reaktantu R. BecauseΔG‡ obecně má velmi velký positivevalue, jen malý zlomek molekuly reaktantu bude v nějaké jedné době získali thisfree energií, a celkovou rychlost reakce bude omezena rychlost tvorby ofS.
Obrázek 2-27
Hypotetické změny energie v přepočtu areactant — řekněme, glyceraldehyd-3-fosfátu(G3P) — produkt, — řekl,dihydroxyaceton fosfát (DHAP) — v (více…)
rychlost V celkové reakce R → S, bude úměrný rychlost konstantní v a počtem molekul v přechodném stavu S,to znamená, že koncentrace přechod-stav meziprodukt,
Ale protože S je v rovnováze s R, reaktant, můžeme napsat,
Jako s allequilibrium konstanty, K‡ andΔG‡ souvisí, jak je znázorněno v Rovnici 2-10, takže
Z této rovnice můžeme vidět, že snížení aktivační energie — to je, snížení volné energie z transitionstateΔG‡ — vede toan zrychlení, celkovou rychlost reakce V, zvýšením koncentrace. S. snížení ΔG‡ 1.36 kcal / molvede k desetinásobnému zvýšení koncentrace S, a tím k desetinásobnému zvýšení rychlostireakce (viz tabulka 2-5). Podobně, aredukce 2,72 kcal / mol v ΔG‡ vede k a100násobnému zvýšení reakční rychlosti. Relativně malé změny v těle tak mohou vést k velkým změnám celkové reakce.
v některých reakcích jsou určité kovalentní vazby přesunuty do napjaté polohy v přechodovém stavu a pro to je nezbytný vstup energie — energie aktivace. V jiných reakcí, tvorbě přechodového stavu involvesexcitation elektronů, které rovněž vyžaduje vstupní energie; teprve pak mohou elektrony spárovat, které tvoří kovalentní vazbu v produktu. V dalších reakcích molekuly potřebují pouze dostatek energie, aby překonaly vzájemné odpuzování svých elektronových mraků, aby se přiblížilydost reagovat.
Pro ilustraci koncept přechodového stavu jsme opět uvažovat o konverzi ofglyceraldehyde 3-fosfátu (G3P) na dihydroxyaceton fosfát (DHAP), která zahrnuje na leastone meziprodukt reakce (Obrázek 2-28,top). Jako přechodné formy, následující události se placesimultaneously: proton je odstraněn z uhlíku 2 G3P, další proton je věnován thealdehyde kyslíku je na uhlíku 1, a dvojice elektrony pohybovat z jednoho svazku do jiné. Theactivation energie potřebné každou z těchto akcí přispívá k celkové aktivaci energyneeded tvoří tento meziprodukt reakce, které pak uspořádá prostřednictvím secondtransition-státní střední generovat konečný produkt reakce (Obrázek 2-28, spodní). Každá fáze takové multistepreakce má svou vlastní aktivační energii (viz Obr.2-27), ale aby celková reakce probíhala, musí být dosažena nejvyšší aktivační energie.
Obrázek 2-28
přeměna glyceraldehyd-3-fosfátu (G3P) na dihydroxyaceton fosfát(DHAP) zahrnuje středně pokročilé. Dvě skupiny, báze B – a kyselina HA, jsou části triosefosfátizomerázy, enzymu, který katalyzuje tuto reakci. Chcete-li vytvořit (více…
při pokojové nebo tělesné teplotě je průměrná kinetická energie, energie pohybu typickémolekula je asi 1,5 kcal / mol. Ačkoli mnoho molekul bude mít více kinetické energie, než je průměr vychází, kinetická energie střetu molekul je obecně nedostatečné, aby učinil nezbytné poskytnout aktivační energie k přeměně reaktantu k přechodu státní, a umožní určitý reakci pokračovat. Bez nějakého mechanismu pro urychlení reakcí by buňkybýt schopen provádět jen málo, pokud existuje, biochemických reakcí potřebných k udržení života.