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Bioenergetica y Metabolismo Leyes de la termodinámica ¿Qué nos dicen? Si un proceso puede ocurrir espontaneamente de la forma que esta planteado. Por ej. A ->B o B->A Pero no nos dice a que velocidad ocurre este proceso!!! Repasemos algo Cantidades termodinámicas Intensivas Extensivas Densidad Volumen Peso Energía Entalpía Entropía Energía libre de Gibbs Presión Temperatura Concentración Repasemos… Leyes de la termodinámica 1) La energía en el universo es cte 2) En cualquier cambio espontáneo la entropía TOTAL del universo siempre se incrementa 3) …. Ejemplo de cambio espontáneo Primera ley: La energía en el universo es contante Antes que nada o mejor dicho de todo… Si la energía es cte=> O de otra forma…. ΔE=q-w Δ H = Δ E + Δ (p.v) Y dado que en las células no hay variaciones significativas de volumen ni de presión entonces: ΔH=ΔE • Es decir que: H: refleja el contenido de calor de un sistema o dicho de otra forma: Cantidad de calor adsorbido por los alrededores si una reacción ocurre a p=cte y a w=0 Entonces ocurrirán: Reacciones exotérmicas: ΔH=- Reacciones endotérmicas: ΔH=+ Sigamos con las leyes: Segunda ley: en cualquier cambio espontáneo la entropía TOTAL del universo siempre se incrementa S: cuantifica estados posibles de un sistema todos ellos con igual energía ΔS=ΔH/T ¿Para que era todo esto? Para poder predecir si una reacción es espontánea tal como esta planteada Analicemos “lo que hay” Los sistemas tienden a –Mayor entropía –Menor energía potencial… ej agua de los ríos –Por otra parte si quiero usar la primera ley tengo que hay reacciones espontáneas con Δ H = - (agua mas sulfúrico en ese orden) o con Δ H = + (disolución de EDTA en agua) –Usemos la segunda ley entonces : Difícil de cuantificar la entropía ¿Entonces? ¿Qué uso para predecir el sentido de una reacción? ¿ ΔS o ΔH ? Entones vino Josiah Gibbs y dijo…. Y dijo Gibbs A T=cte y en el equilibrio Δ H - T . ΔS = 0 Y definió que Δ G = Δ H - T . ΔS (La unidad del ΔG son los "joules“) Tres posibles valores de Δ G ΔG=+ ΔG=0 ΔG= - Para una reacción aA + bB cC + dD Δ G = Δ Go + RT Ln [C]c [D]d [A]a [B]b En el equilibrio Δ G = 0 0 = Δ G = Δ Go + RT Ln [C]c [D]d [A]a [B]b Entonces Δ Go = - RT Ln Keq Q (coeficiente de productos y sustratos) Relación entre la Keq y el Δ G Entonces La energía libre es …. La máxima cantidad de energía disponible como trabajo útil Y es fácil de medir … Como? 0 = Δ G = Δ Go + RT Ln [C]c [D]d [A]a [B]b Entonces Δ Go = - RT Ln Keq Necesito el valor de Q (coeficiente de productos y sustratos) y Δ Go Energías libres Δ G: Energía libre en una condición X Δ Go: Energía libre en cond. Standard. 298 K, reactantes y productos inicialmente a 1 M o para gases a 1 atm, [H+] = 1 M Δ G´o: pH = 7, [H2O] =55,5M y su hay Mg+2 1 mM Criterio de espontaneidad Δ G: Los Δ G son aditivos Dicho de otra forma G mide la tendencia de un sistema para llegar al equilibrio Las energías libres son aditivas Rol del ATP. Potencial de transferencia de fosfato PEP 1-3 BPG Ac CoA • ¡Y ahora recreo!
