Ферментативные реакции
Ферменты, как и другие катализаторы, не изменяют состояния равновесия, а лишь ускоряют его достижение. Например, если внести фумаразу в раствор фумаровой кислоты, то можно зарегистрировать реакцию фумарат -> малат*; если же внести тот же фермент в раствор яблочной кислоты (малат), то можно наблюдать реакцию малат -> фумарат. И в том и в другом случае достигается равновесное состояние, при котором отношение [фумарат] / [малат] = Напомним, что химические реакции самопроизвольно протекают в направлении, которое связано с уменьшением в системе свободной энергии AG (энергии Гиббса) — экзергони-ческие реакции.
- Ферментативная реакция.
Реакции, связанные с увеличением свободной энергии (эндерго-нические реакции), не могут протекать самопроизвольно. Но все же они возможны, если имеются внешний источник и механизм использования энергии; при этом общая энергия Гиббса системы эндергонической реакции и системы, поставляющей энергию, уменьшается.
В качестве меры возможности и направления реакции обычно используют изменение стандартной свободной энергии реакции AG0 — термин, применяемый для описания изменений в условиях, когда концентрации исходных веществ и продуктов реакции поддерживаются на уровне 1 моль/л (AG без надстрочного индекса 0 — изменение свободной энергии при любых условиях). Гидролизуемые в этих реакциях связи называют высокоэнергетическими (макроэргическими) и обозначают знаком ~ (тильда). Отметим, что энергия освобождается при любых реакциях гидролиза, но в меньших количествах, чем при гидролизе макроэргических связей (подробнее об этих связях см. в гл. 8).
Рассмотрим следующий пример. Глутамин в водном растворе самопроизвольно гидролизуется с образованием глутамата и аммиака