· Henderson Hasselbalchi'i võrrand. Puhverlahuse pH on määratud happe ja vastava konjugeeritud aluse suhtega: pH = pKa + log10 [A-]/[HA] · Rakendused: saab hinnata aine dissotsioonimäära erinevate keskkonnatingimuste juures. 4. Bioloogilise termodünaamika alused. Termodünaamika I ja II seadus. Kuidas on seotud G, H ja S? Mida näitab G märk ja arvväärtus? Bioloogilised standardtingimused. Kuidas on seotud G ja G0'? Eksergoonilised ja endergoonilised reaktsioonid. · Esimene seadus: Energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia kui olekufunktsiooni olemasolu · Teine seadus: Määrab iseeneslike protsesside suuna ning millest järeldub entroopia kui olekufunktsiooni olemasolu. · G = H - TS G Vabaenergia ehk Gibbsi energia muut H Entalpia muut S Entroopia muut · G on hüpoteetiline suurus, mis seob entalpia ja entroopia, võimaldab keemikul prognoosida,
Näiteks: osades mikroorganismides toimuv tsüsteiini süntees seriinist ja vesinik disulfiidist · Reaktsiooni tulemusena katkes üks C-O side ja üks S-H side · Reaktsiooni tulemusena tekkis üks C-S side ja üks O-H side Keemilised reaktsioonid sidemete reorganiseerumine ·Reaktsiooni tasakaal on määratud produktide ja lähteainete energeetiliste erinevustega G ·Reaktsiooni kiirus on määratud aktivatsioonienergia G poolt Eksergoonilised reaktsioonid - termodünaamiliselt soodsad, G < 0 Näiteks: ·alfa-ketohapete oksüdatiivne dekarboksüleerimine ·ATP-st lähtuv glükoosi fosforüleerimine Endergoonilised reaktsioonid - termodünaamiliselt ebasoodsad, G > 0 Näiteks: aldolaasi katalüüsitav reaktsioon glükolüüsi rajas Kui puudub võimalus reaktsiooni ühendamiseks mõne termodünaamiliselt soodsa reaktsiooniga, siis on ainsaks võimaluseks produktide kontsentratsioonide madalal hoidmine
VABA ENERGIA MUUT SEOB ENTALPIA JA ENTROOPIA MUUDU Reaktsiooni spontaansuse kriteerium G = H - S T VABA ENERGIA ehk GIBBS'I VABA ENERGIA (G) - see osa süsteemi siseenergiast, mis on võimeline tegema tööd. Ühik - cal/mol või J/mol. G - vaba energia muut. Suletud süsteemides kulgevad keemilised reaktsioonid spontaanselt kuni tasakaalu saavutamiseni. G < 0 eksergoonilised reaktsioonid. Produktide siseenergia väiksem kui reaktantidel. Kulgevad spontaanselt. G > 0 endergoonilised reaktsioonid. Produktide siseenergia suurem kui reaktantidel. Ei saa kulgeda spontaanselt. Standardtingimused biokeemilistele süsteemidele: · T = 298°K (25° C) · P = 101,3 kPa · C = 1 mol/l (1 M) · pH = 7,0 G0' - standardne vaba energia muut (vaba energia muut standardtingimustel). Standardne vaba energia muut on otseselt seotud reaktsiooni tasakaalukonstandiga. A+BC+D
Koos vesiniktsüaniidiga HCN (mürgine gaas, vesilahus - sinihape) on formaldehüüd üheks peamiseks vahelüliks keeruliste biomolekulide tekkimisel. Küsimuseks oli, kas järgmine reaktsioon võis aset leida ja kui, siis millistel tingimustel: CO2(g) + 2H2(g) H2CO(g) + H2O(g) Arvutiga saadi tulemuseks, et võis küll, ainult juhul, kui neeldus suur hulk energiat. Reaktsioon on endergooniline. Sel põhjusel see reaktsioon spontaalselt ei toimu. Eksergoonilised reaktsioonid, kus energia eraldub, kulgevad spontaanselt. Keemilised reaktsioonid kulgevad spontaanselt, kui: 1) reagentidel on kõrgem potentsiaalne energia, kui produktidel (sel juhul hoiavad produktide aatomid elektrone tugevamini kinni, kui reagentide aatomid). Potentsiaalse energia erinevus reagentide ja produktide vahel eraldub soojusenergiana reaktsioon on eksotermiline 2) produktide tekkimisega entroopia suureneb (korrastatuse aste produktide molekulides on
Fosfaatpuhver põhiline uriini pH stabiliseerimisel LIISI KINK 8 BIOKEEMIA test I 4. Bioloogilise termodünaamika alused. Termodünaamika I ja II seadus. Kuidas on seotud G, H ja S? Mida näitab G märk ja arvväärtus? Bioloogilised standardtingimused. Kuidas on seotud G ja G0'? Eksergoonilised ja endergoonilised reaktsioonid. Süsteem on osa universumist, mida käsitleme. Ümbritsev keskkond on kõik väljaspool süsteemi. Isoleeritud süsteem ei saa vahetada ainet ega energiat. Suletud süsteem saab vahetada energiat. Avatud süsteem saab vahetada nii ainet kui energiat. Termodünaamika (TD) on õpetus energia muundumisest ja keemilise tasakaalu kvantitatiivsest kirjeldamisest. Raku energiavahetus allub termodünaamika seadustele. TD I seadus
G > 0 mittespontaanne, lisaenergia vajalik; endergooniline G = 0 tasakaaluline reaktsioon; Reaktsiooni kiirus on määratud aktiveerimise vaba energia väärtusega G# 5. Bioloogilise termodünaamika alused. Mida näitab G märk ja arvväärtus? Bioloogilised standardtingimused. Kuidas on seotud G ja G0'? Eksergoonilised ja endergoonilised reaktsioonid. 6. Siirdeseisundi EX# tähendus ensüümireaktsioonis ja selle saavutamine. Katalüüsi soodustavad faktorid. Miks ja kuidas saavutatakse ES kompleksi destabiliseerimine? Ensüümid lihtsustavad siirdeoleku X ehk aktiveeritud vaheoleku moodustumist. Siirdeolek on ühendil lähteaine ja produkti vahepealne olek, ebastabiilne. Kõrgeim punkt reaktsioonikoordinaadil. Katalüüs aktiveeritud siirdeoleku stabiliseerimine Katalüüsi soodustavad faktorid: 1
energiadiagrammid ja G* väärtuste võrdlus. G Gibbsi vaba energia ehk kasulik energia, mida saab muundada tööks; G produktide ja lähteainete vabade energiate erinevus. Määrab ära reaktsiooni spontaanse kulgemise võimalikkuse, kuid mitte kiirust; G* - reaktsiooni kiirus on määratud aktiviseerimise vaba energia väärtusega 5. Bioloogilise termodünaamika alused. Mida näitab G märk ja arvväärtus? Bioloogilised standardtingimused. Kuidas on seotud G ja G0'? Eksergoonilised ja endergoonilised reaktsioonid. G < 0 spontaanne, eksergooniline reaktsioon; G > 0 mittespontaanne, endergooniline reaktsioon G = 0 tasakaaluline reaktsioon 6. Siirdeseisundi EX# tähendus ensüümireaktsioonis ja selle saavutamine. Katalüüsi soodustavad faktorid. Miks ja kuidas saavutatakse ES kompleksi destabiliseerimine? Siirdeseisund ehk aktiveeritud vaheoleku moodustumine. Siirdeolek on ühendil lähteaine ja produkti vahepealne olek, ebastabiilne
annaabi.ee 
