Enunciado

Aqui, investigamos a base molecular para a observação de que o a hidrólise do ATP é exergônica em pH = 7,0 e 310 K. (a) Pensa-se que a exergonicidade da hidrólise do ATP se deve em parte ao fato de que as entropias padrão da hidrólise dos polifosfatos são positivas. Por que um aumento na entropia acompanharia a hidrólise de um grupo trifosfato em um difosfato e um grupo fosfato? (b) Em condições idênticas, as energias de Gibbs de hidrólise de H4ATP e MgATP2−, um complexo entre o íon Mg2 + e ATP4−, são menos negativas que a energia de Gibbs de hidrólise de ATP4−. Esta observação foi usada para apoiar a hipótese de que A repulsão eletrostática entre grupos fosfato adjacentes é um fator que controla a exergonicidade da hidrólise do ATP. Forneça uma justificativa para a hipótese e discuta como a evidência experimental a apóia. Esses efeitos eletrostáticos contribuem para o ∆rH ou ∆r S termos que determinam a exergonicidade da reação? Dica. No complexo MgATP2, o íon Mg2 + e o ânion ATP4- formam duas ligações: uma que envolve um oxigênio carregado negativamente pertencente ao grupo fosfato terminal de ATP4− e outra que envolve um oxigênio carregado negativamente pertencente ao grupo fosfato adjacente ao grupo fosfato terminal de ATP4−

Passo 1

Fala jovenzito, tudo na paz?

Como você pode ver, o enunciado é bem longo... e esse exercício, apesar do textão é puramente teórico... Então, borá la!

No primeiro tópico fazendo a hidrólise de ATP em pH fisiológico:

A T P   ( a q )   +   H 2 0   ( l )   →   A D P   ( a q )   +   P i -   ( a g )   +   H 3 0 +     ( a q ) .  

O que acontece aqui é que são convertidos dois mols de reagente em três mols de produto.

E o que acontece quando aumentamos número de moléculas químicas presentes em solução ?

Aumenta a desordem do sistema, aumentando o número de graus de liberdade rotacional, vibracional e translacional molecular. Este é um aumento efetivo no número de estados moleculares disponíveis causando também aumento na entropia.

Eita... tudo por causa de um fósforo a mais na reação?

Exatamente!

Passo 2

Agora na letra b, teremos que em pH fisiológico, os átomos de oxigênio do A T P são desprotonados com carga negativa, e a molécula é melhor representada como A T P 4 - .

O que nós esperamos aqui é que aconteçam repulsões eletrostáticas entre os átomos de oxigênio e os A T P 4 - altamente carregados que aconteça uma troca energética e torne a entalpia de hidrólise negativa.

E o que aconteceu com aquele pequeno fósforo fujão?

O P i - produzido na quebra do A T P tem algumas estruturas de ressonância maiores que o A T P

Além disso, a espécie de fosfato desprotonado, P; (aq), produzida na hidrólise ATP tem mais estruturas de ressonância do que A T P 4 - .

Acontece que a ressonância diminui a energia do fosfato dissociado, tornando a entalpia de hidrólise mais negativa e contribuindo para a exergonicidade da hidrólise. Isso significa que, como a energia liberada não pode ser destruída, ela será convertida em algo, faz sentido?

Agora, a cereja do bolo para encerrar: o íon M g 2 + fica entre átomos de oxigênio carregados negativamente, produzindo a tal da M g A T P 2 - reduzindo assim as repulsões e estabilizando a molécula de ATP.

Ufa, esse foi longo!

Resposta

A u m e n t o   d e   d e s o r d e m

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

105. Sais solúveis não tóxicos como Fe2(SO4)3 são frequentemente usados durante a purificação da água para remover contaminantes sólidos tóxicos, porque eles formam hidróxidos gelatinosos que encapsul
Os compostos metil-propeno, cis-2-buteno(g) e trans-2-buteno(g) são isômeros de fórmula C4H8 com Δ Gf°= +58,07, +65,86 e +62,97 kJ/mol, respectivamente. Na presença de um catalisador de metal adeq
Mostre que, se a força iônica de uma solução do sal moderadamente solúvel MX e do sal livremente solúvel NX é dominada pela concentração C deste último, e se é válido usar a lei limitante de Debye-Hüc
Em condições-padrões bioquímicas, a respiração aeróbica produz aproximadamente 38 moléculas de ATP por molécula de glicose que é completamente oxidada. (a) Qual é a eficiência percentual da respiração