3.22
当一个高度放能反应驱动一个吸能反应时,就会发生能量偶联。这种组合反应被称为偶联反应。
细胞利用偶联反应执行多种过程,包括生物合成、离子的主动运输以及机械功。ATP的水解是一种常见的与放能反应偶联的反应,为生物过程提供能量。
例如,谷氨酸与氨生成谷氨酰胺的吸能反应与ATP水解为ADP和无机磷酸盐的放能反应相偶联。
耦合反应的净自由能变化是各个单独反应自由能变化的总和。由于其显著的负值 ΔG 对于ATP水解,总标准自由能变化为-16.3 kJ/mol,反应可以进行。
偶联的生物合成反应通常共享一个共同的不稳定中间产物。在谷氨酰胺的生物合成过程中,ATP 中的磷酸基团转移至谷氨酸形成中间产物谷氨酰磷酸,后者再与氨反应生成谷氨酰胺。
构建和分解复杂分子之类的细胞过程是通过逐步的化学反应来进行的。其中一些化学反应是自发的、是能够释放能量的,而另一些则需要吸收能量才能够得以进行。细胞通常会将释放能量的反应与吸收能量的反应结合起来,以此来执行重要的细胞功能。
三磷酸腺苷或 ATP 分子中的能量很容易被用来做功。ATP 为大多数需要能量…