биохимическая энергия гликолиза

[Мехиляйнен]

При изложении процессов гликолиза утверждается, что значение свободной энергии для окисления глюкозы до CO2 и H2O остается одним и тем же вне зависимости от того, осуществляется ли это превращение путем сгорания в кислороде in vitro или же в результате серии многих ферментативных реакций в клетке. Но так ли это?
При окислительном фосфорилировании потенциал переноса электронов, присущий NADH или FADH2 , преобразуется в потенциал переноса фосфатных групп, присущий ATP . Свободная энергия окислительно-восстановительного потенциала дыхательной цепи в первом случае равна 220 кДж/моль , во втором случае 157 кДж/моль . Эта энергия используется для синтеза трех или двух молекул ATP соответственно. Именно эти значения используются при подсчете энергии окисления глюкозы. Но в конце дыхательной цепи на каждые два электрона образуется молекула воды, свободная энергия образования которой равна – 237,2 кДж/моль.
ВОПРОС: куда исчезает из расчетов эта энергия и почему?

[Marxist]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0% ... 1%81%D0%B0

[Мехиляйнен]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0% ... 1%81%D0%B0

Это не ответ. Я прекрасно знаю термохимический расчет образования молекул воды. Вопрос в другом. Почему эта энергия не учитывается при расчете энергии окисления глюкозы. Это не та вода, что образуется при сжигании глюкозы в кислороде. В процессе окислительного фосфорилирования в митохондрях в ходе переноса электронов образуется 36 молекул воды, при передаче электронов от 6 NADH, полученных в цикле кребса получает 12 молекулд воды. Но энергия их образования нге принимается в расчет, только энергия окислительн-восстановительного потенциала дыхательной цепи, а это не одно и то же. Вопрос остается в силе.

[Marxist]

Потому что энергия окисления глюкозы не зависит от побочных процессов, протекающих в системе. Перечитайте учебник по термодинамике, если это вам не понятно. Пока из ваших слов ясно только, что вы путаете две совершенно не связанных друг с другом величины -- энергию сгорания глюкозы, которая есть величина постоянная, и работу цикла, которая, естественно, зависит от пути.

[Мехиляйнен]

Потому что энергия окисления глюкозы не зависит от побочных процессов, протекающих в системе. Перечитайте учебник по термодинамике, если это вам не понятно. Пока из ваших слов ясно только, что вы путаете две совершенно не связанных друг с другом величины -- энергию сгорания глюкозы, которая есть величина постоянная, и работу цикла, которая, естественно, зависит от пути.

Только не надо термодинамики в понимании Клаузиуса с его математическими ляпами. Вопрос не в этом. В биохимии постулируется : значение свободной энергии сгорания глюкозы в кислороде и в результате биохимических реакций должно быть одно и то же. Образование воды в процессе передачи электронов не есть побочный процесс. Вы не правы. Здесь нет даже грубой аналогии с обратимым циклом термодинамики. Вопрос остается в силе: почему энергия образования воды при биохимическом окислении глюкозы не принимается в расчет совокупной свободной энергии? Термодинамические объяснения не приводить за ненадобностью. У кого есть другие мнения на этот счет?

[Marxist]

В биохимии постулируется: значение свободной энергии сгорания глюкозы в кислороде и в результате биохимических реакций должно быть одно и то же.

Это не постулат, а вполне себе закон природы.

Образование воды в процессе передачи электронов не есть побочный процесс. Вы не правы.

по отношению к реакции окисления глюкозы это побочный процесс.

почему энергия образования воды при биохимическом окислении глюкозы не принимается в расчет совокупной свободной энергии?

Совокупной свободной энергии чего?

[avor]

--При изложении процессов гликолиза утверждается, что значение свободной энергии для окисления глюкозы до CO2, H2O остается одним и тем же вне зависимости от того, осуществляется ли это превращение путем сгорания в кислороде in vitro или же в результате серии многих ферментативных реакций в клетке.

1) Вы просто не правильно читаете мысли излагаемые в учебниках. Эта мысль всего лишь излагает закон сохранения энергии. Но вовсе не обязывает, что бы вся энергия окисления глюкозы превратилась в энергию химических связей.

2)Превращение в СO2 происходит в ходе 2 ух процессов гликолиза и цикла Кребса.

3) Окислительное фосфорилирование в качестве субстрата использует NADH или FADH2, а не глюкозу.

4) В моем учебнике "Современная биохимия в схемах" (Господи уже 26 лет учебнику),написано: На анаэробное фосфорилирование используется примерно 40% теоретической величины величины энергии, выделяющейся при реакции водорода с кислородом.

При чем я уверен, что использование энергии окисления глюкозы для получения NADH или FADH2 и ATP тоже далеко не идеально.

И главное это особо никого не парит. Уже давно никто не ждет никаких энергетических чудес от живых организьмов.

[Мехиляйнен]

Уважаемые химики и биохимики. Я не имею чести принадлежать к вашей славной когорте. Возможно я чего-то действительно не понимаю. Тогда извините за настыпность. Если при окислительном фосфорилировании в митохондриях используется 40% энергии, выделяющейся при реакции водорода с кислородом (образование воды), то это ставит знак равенства между энергией редокс-пар и энергией образов. воды, а они не равны. Или это одно и то же, но в разном количественном выражении?

[Marxist]

Разве там есть реакция водорода с кислородом? Там наверняка несколько другие реакции с несколько другими энергиями.

[Мехиляйнен]

--3) Окислительное фосфорилирование в качестве субстрата использует NADH или FADH2, а не глюкозу.

Согласен. Но вопрос в другом. В процессе передачи пары электронов по цепи переносчиков ДО редокс пары водород-кислород выделяется 220 кДж\моль. Но затем образуется молекла воды с выделением 237 кДж/моль. А в расчет биохимического преобразования глюкозы в глюкоза-пируват-ацетил-КоА-оксалоацетат принимается только энергия потенциала переноса до образования воды. Почему?

[Мехиляйнен]

Разве там есть реакция водорода с кислородом? Там наверняка несколько другие реакции с несколько другими энергиями.

Да, в результате переноса одной пары электронов имеет место реакция двух протонов, двух электронов и атомарного кислорода с образованием молекулы воды. Но именно энергия этой реакции и не учитывается. Митохондрии должны взорваться от такого количества не используемой свободной энергии, или она связывается каким то другим образом, а не только за счет образования ATP. Или эти два процесса суть одно и то же , то есть потенциал переноса электронов и энергия образования воды, что сомнительно. Ответа на этот вопрос я так и не получил.

[Мехиляйнен]

Ответа на свой вопрос я не нашел не только в "современной биохимии в схемах", но и у Мецлера, Ленинджера, Страйера, Березова, Северина и др.

[Cherep]

Тролль?

[Marxist]

Да, в результате переноса одной пары электронов имеет место реакция двух протонов, двух электронов и атомарного кислорода с образованием молекулы воды.

А вы уверены, что это не суммарный процесс, а именно такой? И потом, всё должно быть в порядке, если честно расписать все реакции и посчитать. Потому что во всех книжках по биохимии я видел только какие-то невнятные схемы, а не уравнения реакций. Может быть, что-то изменилось.

И да, часть энергии, как было сказано выше, может уходить в тепло или в иные процессы.

[avor]

Ответа на свой вопрос я не нашел не только в "современной биохимии в схемах", но и у Мецлера, Ленинджера, Страйера, Березова, Северина и др.

1)Ваш вопрос не понятен. Где что не учитывается. Процесс образования СО2 независим от процесса образования воды в окислительном фосфорилировании. Кто с чем и что должен учитывать. Напишите уравнения реакции, в которой вас смущает величина dG. И что именно смущает. И приведите расчет и уравнения реакции, который вы считаете не правильным. Иначе я совершенно не понимаю о чем идет речь.
Потому что, как я понял, сам факт того что энергия сгорания глюкозы используется не полностью вам ясен и никакого противоречия с изложением в учебниках нет.

[Мехиляйнен]

При изложении процессов гликолиза утверждается, что значение свободной энергии для окисления глюкозы доCO2,H2O остается одним и тем же вне зависимости от того, осуществляется ли это превращение путем сгорания в кислороде in vitro или же в результате серии многих ферментативных реакций в клетке. Но так ли это?
При окислительном фосфорилировании потенциал переноса электронов, присущий NADH или FADH2 , преобразуется в потенциал переноса фосфатных групп, присущий ATP . Свободная энергия окислительно-восстановительного потенциала дыхательной цепи в первом случае равна 220 кДж/моль , во втором случае 157 кДж/моль . Эта энергия используется для синтеза трех или двух молекул ATP соответственно. Именно эти значения используются при подсчете энергии окисления глюкозы. Но в конце дыхательной цепи на каждые два электрона образуется молекула воды, свободная энергия образования которой равна – 237,2 кДж/моль.
ВОПРОС: куда исчезает из расчетов эта энергия и почему?
Энергия биохимического преобразования глюкозы в процессе гликолиза и цикла кребса значительно превышает энергию сгорания глюкозы в кислороде. Я расписал все реакции до протонов, в том числе и то, что в шестой реакции гликолиза субстрат получает дополнительный кислород от фосфат-иона, что не отмечено в суммарном уравнении гликолиза. И наконец, у Страйера на 36 молекул ATP образуется 42 молекулы воды (том 2, стр.86). Где энергия образования такого количества воды?
. В процессе передачи пары электронов по цепи переносчиков ДО редокс пары водород-кислород выделяется 220 кДж\моль. Но затем образуется молекла воды с выделением 237 кДж/моль. А в расчет биохимического преобразования глюкозы в глюкоза-пируват-ацетил-КоА-оксалоацетат принимается только энергия потенциала переноса до образования воды. Почему?

[Мехиляйнен]

Тролль?

Не понял.

[Marxist]

При изложении процессов гликолиза утверждается, что значение для окисления глюкозы до остается одним и тем же вне зависимости от того, осуществляется ли это превращение путем сгорания в кислороде in vitro или же в результате серии многих ферментативных реакций в клетке. Но так ли это?

Да, это так, почему это так -- ссылка выше была.

При окислительном фосфорилировании потенциал переноса электронов, присущий или , преобразуется в потенциал переноса фосфатных групп, присущий . Свободная энергия окислительно-восстановительного потенциала дыхательной цепи в первом случае равна 220 кДж/моль , во втором случае 157 кДж/моль . Эта энергия используется для синтеза трех или двух молекул соответственно. Именно эти значения используются при подсчете окисления глюкозы. Но в конце дыхательной цепи на каждые два электрона образуется молекула воды, свободная энергия образования которой равна – 237,2 кДж/моль.

Смотрите определение свободной энергии образования (подсказка: там реакция 2H₂(г) + O₂(г) = 2H₂O(г)). Такой реакции в этом цикле нет и быть не может. Соответственно, чтобы разобраться, вам надо написать по-честному все реакции этого цикла и посчитать для них энергии.

[Мехиляйнен]

Это реакция образования метаболической воды. Она точно имеет место быть.

[Marxist]

Напишите уравнение этой реакции