Energía libre

Energía libre

1. Cambio de energía libre ( ΔG)

   • Determina la espontaneidad de una reaccion
     • Si la reacción es negativa es espontanea y si es positiva es no espontanea
       • Depende de la concentración celular de reactantes y productos
     • Muchas reacciones ΔG potivas pueden llegar a ser espontaneas pero por situaciones especiales (Depleción, concentración de reactantes alta)
     • Una reacción espontanea puede impulsar una reacción no espontanea
       • Termodinámica
         • Hay cuatro leyes de termodinámica
           • La ley zero
             • Si dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, entonces están en equilibrio térmico entre ello
           • La primera ley
             • La energía no puede ser creada ni destruida
           • La segunda ley
             • La entropía de un sistema cerrado nunca puede disminuir
           • La tercera ley
             • La entropía de un sistema cerrado a una temperatura de 0 Kelvin esta en su mínimo
     • erminología de reacciones
       • ndergonica = cambio + Δ G
       • Exergonica = cambio – Δ G ( espontanea )
       • Endotérmica = cambio + Δ H
       • xotérmica = cambio - Δ H
   • ΔG=0 es un equilibrio.
   • Constante de equilibrio (KP´eq)
     • una relación de equilibrio menor de unos indica una reacción espontanea.
   • Cambio de energía libre en reacciones acopladas son aditivos.
     • Cuando las reacciones son catalizadas por enzimas puede en algunas llegar a interpretarse como dos medias reacciones acopladas, (una espontanea y una no espontanea).
       • En el sitio activo de la enzima, la reaccion como tal se facilita ya que esta adpatada a esta
       • La suma de la energía libre de las reacciones resulta en el cambio de esta en la acoplación.
       • Dos reacciones en el mismo sitio, es decir una espontanea y una no pueden ser mediadas por el mismo intermediario
     • Tambien hay otras formas de acoplación.
       • Avoplación mediada por interacciones quimicas (hidrolisis, sintesis de ATP).
         • Estas pueden ser acopladas al transporte de iones.
         • Cambio de energía libre (potencial elecroquímico)
           • Como los cambios de energía se suman la diferencia de magnitudes las afecta, entonces se tienen en cuenta diferentes magnitudes relativas
           • Enlaces de "Alta enegía"
             • Es un tipo de enlaces entre moleculas de "acidos fosfóricos"
             • Enlaces Fosfoanhidridos
               • la energía del enlace no es necesariamente alto, solo la hidrolisis del ΔG
               • gracias a la estabilización resonante de productos de hidrolisis es mayor a los reactantes
               • Repulsión electrostática entre los oxígenos cargados negativmente en los fosfatos favorece su separación
             • Tiene una alta potencia de transferencia de grupos
               • Por ejemplo, se puede transportar un grupo Pi a otro compuesto de manera espontanea.
                 • Dos enlaces P, pueden ser clivados por hidrolisis y ser convertidos en dos moleculas de ATP
                   • El clivado de estas moleculas requiere energia es decir es una reaccion no espontanea y se llama clivaje hidrolitico
                   • El AMP es otra molecula que sirve como sensor de energía y regulador metabolitico
                     • Cuando un ATP no puede proporcionar la enregia requerida para mantener a la celula, una gran parte de nucleótidos de adenina son de AMP
                       • Las proteínas están compuestas por aminoácidos que se unen para formar cadenas lineales
                     • El AMP estimula vias metabolicas que produzcan ATP
                       • algunos ejemplos son de activación alostérica directa de algunas vías.
                   • Una reacción importante para el equilibrio de P es catalizada por quinasa de adenilato
                     • ATP + AMP = 2 ADP
                       • Esta reacción es importante ya que se tiene que usar el ADP como sustrato por el ATP mitocondrial
                       • algunas reacciones celulares defosforilan ATP hasta AMP
                       • ATP juega papeles especiales en acoplamiento energético y transferencia de P i
                         • ATP puede entonces donar un fosfato a glucosa y puede ser formado de PEP.
                   • La enzima Nucleosido Difosfato Kinasa
                     • Estabilizan algunos nucleotidos que se necesitan para la sintesis de DNA y RNA.
                   • Fosfocreatina, es otro compuesto con P que se guarda en el musculo y nervio para guardar energia
                     • Creatina Kinasa cataliza: fosfocreatina + ADP = ATP + creatina
                       • Esta reacción es reversible , aunque la constante de equilibrio favorece la formación de fosfocreatina
                       • Cuando el ATP se desplata durante el ejercicio del musculo, el fosfato de la fosfocreatina se transfiere a la molecula del ADP, para volver a conseguir el ATP
                     • fosfocreatina se produce cuando los niveles de ATP son altos
                     • tenemos importantes, aunque mucho menores, reservas de carbohidratos en forma de glúcidos en forma de glucógeno, localizadas principalmente en el hígado y los músculos.
                       • La proteína corporal, en particular la proteína de nuestras grandes masas musculares, también sirve en cierta medida como almacén de combustible, y la utilizamos para obtener energía cuando ayunamos.
                   • El fosfoenolpiruvato esta involucrado en la sintesis de ATP en glucosa
                     • Tiene un alto ΔG de hidrolisis de Pi.
                       • La remoción del Pi del enlace ester en PEP es espontaneo el enol se convierte espontaneamente en un cetona
                         • Normalmente los esteres de fosfato formado entre acido fosfórico y un grupo OH tienes un bajo pero negativo ΔG de hidrolisis

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