BIOENERGÉTICA
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Asignatura: Bioquimica, Profesor: , Carrera: Biología, Universidad: UGR
Tipo: Apuntes
2014/2015
1 / 30
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BIOENERGÉTICA
BIOENERGÉTICABIOENERGÉTICAEs el análisis cuantitativo de la forma en que los
organismos adquieren y utilizan la energía.
1. Conservación de la energía:
Las transformaciones de
La energía puede cambiar deforma,^ pero^ no
puede^ ser
creada ni destruida.
Las^ transformaciones dela energía en las célulasobedecen las leyes de latermodinámica
creada^ ni^ destruida
2 Entropía:^ En
el^ universo
termodinámica.
2. Entropía:
En^ el^ universo siempre se^ tiende^
a
incrementar^ el^
desorden.^ En
todo^ proceso^
natural^ la
entropía tiende a aumentar.
b)^ ENTROPÍA (S)ENTROPÍA (S)Expresa el grado de desorden de una reacción química.
Δ S = S– Sproductos^
sustratos
Δ S positivo^ →^
Espontánea
Δ S negativo^ →
No espontánea
c)^ ENERGÍA LIBRE DE GIBBS (G)c)^ ENERGÍA LIBRE DE GIBBS (G)Expresa la cantidad de energía necesaria para realizartrabajo. (P^ T^ t^ )(P^ y T cte)
Δ G = G– Gproductos^
sustratos
Δ G negativo^ →
Exergónica
Δ G positivo^ →
Endergónica
Δ G^ positivo^
Endergónica
2.- CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES
Ó
Δ G^ negativo^
EXERGÓNICA Reacciones que ocurrentá^ tespontáneamente.Liberan energía.
Δ G^ positivo^
ENDERGÓNICA Reacciones que no ocurrenespontáneamenteRequieren energía paraocurrir.
SERES VIVOS Máquinas
Sistemas químicasque operan
termodinámicosabiertos en que operana T y Pconstantes
estadoestacionario constantes^
estacionario
Keq^ Ln Keq^
∆G°^ Comentario
1^ Positivo^
Negativo^ La formación de los productosse^
ve^ favorecida^ en
el equilibrio. =1^ Cero^
Cero^ La formación de los productosy^ reactantes
es^ igualmentefavorecida al^ alcanzar^ el equilibrio. <1^ Negativo^
Positivo^ La formación de reactantes seve favorecida en el equilibrio.
Ejemplo:^ isomerización
de^ la^ glucosa-1-fosfato
a^ glucosa-6-fosfato,
reacción catalizada por la enzima fosfoglucomutasa:^ GLUCOSA
1 P^ ÅÆ^ GLUCOSA
6 P eacc ó^ ca a^ ada po
a e^ a os og uco
u asa GLUCOSA-1-P
ÅÆ^ GLUCOSA-6-P Cuando se alcanza la condición de equilibrio la concentración deglucosa-1-fosfato es 0.001M y la concentración de glucosa-6-fosfatoes^ 0.019M,^ a^ 25°C
y^ pH^ 7.^ Con^ estos
valores^ se^ determina
la
constante de equilibrio Keq.
b) Energía libre estándar de formación^ ΔGº =^
∑∆G° productos -
∑∆G° reactantes Sustancia ∆Gº formación Kcal/molAcetato -88,
Tabla:^ Energíaslib^ tá^ d^
d^
, Alanina^
-88, Aspartato^
-166, Bicarbonato^
-140 33
libres estándar deformación^
en
disoluciones^
Bicarbonato^
140 , Dioxido de carbono^
-94, Fumarato^
-144, Glucosa^
219 22
acuosas 1M a pH7y 25°C
Glucosa^
-219, Lactato^
-123, Malato^
-201, Piruvato^
113 44 Piruvato^
-113, Sucinato^
-164, Agua (líquida)^
-56,
c) Energía libre estándar y potenciales estándar dereducciónReacción redox
dador de electronesaceptor de electrones Los electrones se pueden transferir mediante: 1 Directamente como electrones1.- Directamente como electrones.Ej: el par redox Fe
+3^ +2^ / Fe^ puede transferir un electrón al par redox +1^ +2^ Cu / Cu^. 2.- Se pueden transferir en forma de átomos de hidrógeno.Ej: AH^ ↔^ A + 2e^2
-^ +^ + 2H^ (FADH^ )^2 3.- Pueden ser transferidos de un dador electrónico a un aceptor en forma dehidruro que incluye a dos electrones.+Ej: NAD^ Ej: NAD4.- Finalmente como una combinación directa de un reductor orgánico conoxígeno.Ej: oxidación de un hidrocarburo a alcohol.
POTENCIALPOTENCIAL ESTANDAR DEREDUCCION (Eº) Medida (en volts) dela afinidad que tienela afinidad que tienepor los electrones, elaceptor de loselectrones.
Las semireacciones pertinentes y sus valores de E° son:Acetaldehido + 2H
+^ -^ + 2e↔^ etanol^
E° = -0,20 v +^ +^ NAD+ H+ 2^
NADH^ E°
+^ +^ -^ NAD+ H+ 2e
↔^ NADH^
E° = -0,32 v La reacción global tiene un
∆E° = + 0 12 voltios y n = La reacción global tiene un
∆E^ = + 0,12 voltios y n = Por lo tanto^ ∆G° = -n F
∆E°= - 2 * 96,5 * 0,12 2 96,5^ 0,12= - 23,7 KJ / mol
C^ d^ l^
t^ i^ d^ l^
i^ i^ t
Cuando las concentraciones de las especies reaccionantesno son 1M, se tendrá:^ ΔG^
F^ ∆EΔG = -n F^ ∆E Donde E estará dado por:E = Eº + RT Ln [aceptor electrón]E^ E^ + RT Ln [aceptor electrón]
nF^ [dador electrón]