Fundamentos da Biologia Celular - Alberts et al - 2017 - 4 Edicao-124

Prévia do material em texto

Capítulo 3 • Energia, catálise e biossíntese 97
REAÇÕES ACOPLADAS
As reações podem ser “acopladas” se compartilharem um ou 
mais intermediários. Nesse caso, a variação de energia livre 
total será simplesmente a soma dos valores individuais de ΔGo. 
Devido a isso, uma reação desfavorável (que tem ΔGo positivo) 
pode ser impulsionada por uma segunda reação, desde que 
esta seja uma reação altamente favorável.
LIGAÇÕES DE ALTA ENERGIA
A hidrólise, rompimento de uma ligação covalente 
pela adição de água, é uma das reações mais comuns 
nas células.
O ΔG o para essa reação é, por vezes, vagamente 
denominado de “energia de ligação”. Diz-se que 
compostos como o acetilfosfato e o ATP, que possuem 
um ΔG o muito negativo para a hidrólise em soluções 
aquosas, possuem ligações “de alta energia”.
RESULTADO FINAL: a formação de sacarose é 
 impulsionada pela hidrólise de ATP
RESULTADO FINAL: a reação não ocorre
EQUILÍBRIOS QUÍMICOS
Existe uma relação fixa entre a variação de energia livre 
padrão de uma reação, ΔG o, e a sua constante de 
equilíbrio, K. Por exemplo, a reação reversível
 
 Y X
seguirá até que a relação de concentrações [X]/[Y] seja 
igual a K (observar que os colchetes [ ] indicam 
concentração). Nesse ponto, a energia livre do sistema 
terá seu valor mais baixo.
Ponto de
equilíbrio
Menor
energia
livre
Energia
livre do
sistema
[X]
[Y]
ΔG o = –1,42 log10K
K = 10–ΔG 
o/1,42
Por exemplo, a reação
tem ΔG o = –1,74 kcal/mol. Portanto, a sua constante 
de equilíbrio
 K = 10(1,74/1,42) = 10(1,23) = 17
Portanto, a reação estará em equilíbrio quando
 [glicose-6-P]/[glicose-1-P] = 17
CH2OH
O
O
CH2O
O
OH
Glicose-6-PGlicose-1-P
REAÇÃO SIMPLES
REAÇÕES ACOPLADAS
+
+
+
+
+
Glicose
Glicose-1-PGlicose
Frutose Sacarose
Glicose-1-P Frutose Sacarose
ΔG o =
+5,5 kcal/mol
ATP ADP
A BOH + H
ΔG o
(kcal/mol)
Acetila acetato + –10,3
ATP ADP + –7,3
Glicose-6-P glicose + –3,3
(Observe que, para simplificar, H2O foi omitida 
nas equações acima.)
Hidrólise
A B
ΔG o = 
5,5 – 7,3 =
–1,8 kcal/mol
A 37oC, (ver texto, p. 98)
ΔG o = –7,3 kcal/mol+ATP ADP P
RESULTADO FINAL: a reação é altamente favorável
VELOCIDADES DE REAÇÃO
Uma reação espontânea não é necessariamente uma reação 
instantânea: uma reação com variação de energia (ΔG) livre 
negativa necessariamente não é rápida por si só. Considerando, 
por exemplo, a combustão de glicose em oxigênio.
Mesmo essa reação altamente favorável pode não ocorrer 
durante séculos, a menos que haja enzimas para acelerar o 
processo. As enzimas são capazes de catalisar reações e 
aumentar suas velocidades, mas não podem alterar o ΔG o 
das reações.
ΔG o = –686 kcal/mol
CH2OH
O OH
OH
OH
CC
C
C
C H
H
H
H
HO
+ 6O2 6CO2 + 6H2O
Pi
Pi
Pi
P
P
P
P
P
P
Alberts_03.indd 97Alberts_03.indd 97 16/01/2017 09:10:2416/01/2017 09:10:24