Hoofdstuk 1: Enzymatische katalyse
Begrijpen hoe basiswetten van de thermodynamica biochemische reacties benvloeden
BASISWETTEN THERMODYNAMICA
In deze context bekijken we cellulaire energieconversies
Energie uit zonlicht of chemische bindingen (zoals suiker) uit katabole reacties wordt
gekoppeld aan anabole processen die energie vereisen
Katabolisme + anabolisme = metabolisme
G = H – T ΔS
Gibbs-vrije energie-inhoud: theorie over energieveranderingen tijdens chemische reactie
H = enthalpie: interne energie, H is een maat voor de veranderingen in aantal en soort
bindingen bij een reactie
S = entropie: graad van wanorde, S is positief als wanorde stijgt
T = absolute temperatuur (Kelvin)
Reacties met negatieve G = exergonisch proces, reactie zal spontaan verlopen, er komt
energie/warmte vrij
Reacties met positieve G = endergonisch proces, niet spontaan, energie nodig
EVENWICHT: G = 0
Energieberg: bergaf gaat gemakkelijk door, bergop gaat moeilijker door
Hoe groter K hoe meer reagentia zullen zijn omgezet naar producten tijdens chemisch
evenwicht (reactie meer naar rechts), Hoe kleiner K hoe minder reagentia zullen zijn
omgezet naar producten tijdens chemisch evenwicht (reactie meer naar links).
Verband tussen G en Keq
G0: STANDAARD VRIJE ENERGIEVERANDERING
G gemeten bij pH7, alle concentraties 1M, 25°C en 101,3kPa. = STANDAARDCONDITIES
EVENWICHT
dit en de evenwichtsconstante zijn constanten!
K’eq = e-ΔG’°/RT
G = variabel en afhankelijk van concentraties reagentia en producten. Bepaalt het
doorgaan van de reactie.
G0’ = een functie van de verhouding van de concentraties
producten en reagentia bij evenwicht!
Hoe groter K’eq hoe negatiever ΔG’0 zal zijn. Een exergonische reactie zal een grote
K’eq hebben en een sterk negatieve ΔG’0.
Begrijpen van de effecten van chemische evenwichten en reactiesnelheden op
biochemische reacties
REACTIESNELHEID
Hangt af van: Druk, temperatuur, concentratie/activiteit van reactanten, aanwezigheid
katalysator, straling (bv fotokatalyse)
HOE BEPALEN?
rR + sS → pP + qQ
Gemiddelde snelheid = -concentratie reagentia (1 ervan) (delta) /tijd of conc
reactieproduct (1 ervan, delta) /tijd
unieke gemiddelde reactiehelheid houdt rekening met de stoichiometrie:
vermenigvuldigen met 1/resp. coefficint
Begrijpen hoe basiswetten van de thermodynamica biochemische reacties benvloeden
BASISWETTEN THERMODYNAMICA
In deze context bekijken we cellulaire energieconversies
Energie uit zonlicht of chemische bindingen (zoals suiker) uit katabole reacties wordt
gekoppeld aan anabole processen die energie vereisen
Katabolisme + anabolisme = metabolisme
G = H – T ΔS
Gibbs-vrije energie-inhoud: theorie over energieveranderingen tijdens chemische reactie
H = enthalpie: interne energie, H is een maat voor de veranderingen in aantal en soort
bindingen bij een reactie
S = entropie: graad van wanorde, S is positief als wanorde stijgt
T = absolute temperatuur (Kelvin)
Reacties met negatieve G = exergonisch proces, reactie zal spontaan verlopen, er komt
energie/warmte vrij
Reacties met positieve G = endergonisch proces, niet spontaan, energie nodig
EVENWICHT: G = 0
Energieberg: bergaf gaat gemakkelijk door, bergop gaat moeilijker door
Hoe groter K hoe meer reagentia zullen zijn omgezet naar producten tijdens chemisch
evenwicht (reactie meer naar rechts), Hoe kleiner K hoe minder reagentia zullen zijn
omgezet naar producten tijdens chemisch evenwicht (reactie meer naar links).
Verband tussen G en Keq
G0: STANDAARD VRIJE ENERGIEVERANDERING
G gemeten bij pH7, alle concentraties 1M, 25°C en 101,3kPa. = STANDAARDCONDITIES
EVENWICHT
dit en de evenwichtsconstante zijn constanten!
K’eq = e-ΔG’°/RT
G = variabel en afhankelijk van concentraties reagentia en producten. Bepaalt het
doorgaan van de reactie.
G0’ = een functie van de verhouding van de concentraties
producten en reagentia bij evenwicht!
Hoe groter K’eq hoe negatiever ΔG’0 zal zijn. Een exergonische reactie zal een grote
K’eq hebben en een sterk negatieve ΔG’0.
Begrijpen van de effecten van chemische evenwichten en reactiesnelheden op
biochemische reacties
REACTIESNELHEID
Hangt af van: Druk, temperatuur, concentratie/activiteit van reactanten, aanwezigheid
katalysator, straling (bv fotokatalyse)
HOE BEPALEN?
rR + sS → pP + qQ
Gemiddelde snelheid = -concentratie reagentia (1 ervan) (delta) /tijd of conc
reactieproduct (1 ervan, delta) /tijd
unieke gemiddelde reactiehelheid houdt rekening met de stoichiometrie:
vermenigvuldigen met 1/resp. coefficint
