Расчет термодинамических параметров биохимических реакций

На отдельных этапах метаболизма протекают биохимические реакции, которые можно считать обратимыми и для которых возможно рассчитать термодинамические параметры – свободную энергию, теплосодержание и энтропию. Знание этих величин позволит на основании II-ого закона термодинамики предсказать направление той или иной реакцией.

Если реакция обратима, то свободная энергия системы равна максимальной работе, если же реакция необратима, то часть энергии рассеивается в виде тепла, и совершенная работа будет соответственно меньше.

Обычно биохимические реакции протекают в условиях постоянства (Р и Т), поэтому уравнение (1) – можно заменить аналогичным (2),

Величина термодинамического потенциала связана с константой равновесия обратимой биохимической реакции соотношением:

Где: - константа равновесия реакции. Величина равняется стандартной свободной энергии реакции , если все исходные вещества и продукты реакции содержатся в растворе при 25^°С и при активности, равной единице.

Изменение теплосодержания можно определить путем измерения теплового эффекта реакции при сгорании вещества в калориметрической бомбе. В этом случае . Второй способ заключается в определении температурной зависимости реакций. При этом по уравнению изобары реакции:


Можно определить . Располагая данными о величине , , легко определить по уравнению (2), в котором дифференциалы соответствующих величин нужно заменить конечными значениями этих величин. Обычно стандартные значения этих величин приводятся в биохимических справочниках.

ЛЕКЦИЯ №4-5.