Прежде чем перейти к рассмотрению типов взаимодействий между атомами и молекулами, рассмотрим еще
один пример равновесия в простой, но важной для молекулярной биологии системе. В растворе определенного объема содержатся молекулы двух типов (А и В), которые способны образовать между собой комплекс С. R? универсальная газовая постоянная, которая является константой Больцмана в пересчете на моль вещества: R = kBTNAV, NAV? число Авогадро (Amedeo Avogadro) квадратными скобками по-определено молярную концентрацию А. Содержание уравнения (1.4) очень прост: 0A G является свободной энергией компонента А при его концентрации 1 моль / л рост концентрации приводит к снижению энтропии (чем больше молекул, тем меньше доступных мест размещения для каждой из них, т.е. тем меньше количество микросостояния, см. приведенное выше вы-значение энтропии) и, соответственно,? к росту свободной энергии.
Так, если при образовании комплекса свободная энергия снижается (?G0 <0), это способствует взаимодействию между компонентами. В рассматриваемом случае, константу K называют также константой ассоциации, или константой связывания, а величину ?G0? стандартной свободной энергией связывания. Обе константные величины является мерой сродства компонентов, образующих комплекс: чем негативнее есть энергия связывания (чем больше энергетически выгодных взаимодействий реализуется между компонентами), тем выше значение K и тем стабильнее есть комплекс. Следует также заметить, что эффективность образования комплекса, под которой можно понимать, например, долю компонента А в составе комплекса? [C] / ([C] + [A]), зависит от концентрации компонентов. Уравнение 1.6 является одной из форм записи известного закона действующих масс, или принципа Ле Шателье (Henry Le Chatelier), согласно которому добавление в систему одного из компонентов сдвигает равновесие в противоположную сторону.
Уравнение 1.3 может означать также уравнение химической реакции, когда в результате перестройки ковалентных связей (см. ниже) в молекулах А и В, образуется новая молекула С. Тогда уравнение (1.4)? (1.6) и выводы из них также сохраняют свою силу . В этом случае также знак изменения стандартной свободной энергии указывает на направление, в котором происходит химическая реакция. Следует подчеркнуть еще раз: все химические реакции в живых системах происходят в направлении снижения свободной энергии.
Здесь может возникнуть вопрос: если, например, свободная энергия снижается при разрушении молекулы С на А и В, но клетка имеет по-требу именно в молекуле С, возможен синтез С? Ответ однозначен: синтез С из молекул А и В является невозможным. Но можно использовать? Обходной? путь: сначала химически модифицировать одну из молекул (например, создать молекулу А ') и тогда может оказаться, что образование С с А' и В сопровождается снижением свободной энергии.
Загрузка...