화학 반응 중에 에너지가 방출되면 결과 값은 음수가 됩니다. 즉, 에너지를 방출하는 반응은 ∆G < 0을 갖습니다. 음의 ∆G는 또한 반응 산물이 반응 중에 약간의 자유 에너지를 방출했기 때문에 반응물보다 자유 에너지가 적다는 것을 의미합니다. 과학자들은 음의 ∆G를 가진 반응을 결과적으로 자유 에너지를 방출하는 반응을 엑세곤 반응이라고 부릅니다. 엑서고닉은 에너지가 시스템에서 빠져나가고 있음을 의미합니다. 우리는 또한 이러한 반응을 자발적 반응이라고 부르는데, 이는 시스템에 에너지를 추가하지 않고도 발생할 수 있기 때문입니다. 어떤 화학 반응이 자발적이고 자유 에너지를 방출하는지 이해하는 것은 이러한 반응을 활용하여 세포 내부에서 작업을 수행할 수 있기 때문에 생물학자에게 매우 유용합니다. 이 용어가 일상적으로 사용되는 것과는 달리, 자발적인 반응은 갑자기 또는 빠르게 발생하는 반응이 아닙니다. 녹슨 철은 시간이 지남에 따라 천천히 조금씩 발생하는 자발적인 반응의 예입니다.
화학 반응에 에너지 입력이 필요한 경우 해당 반응의 ∆G는 양수 값이 됩니다. 이 경우 생성물은 반응물보다 더 많은 자유 에너지를 갖습니다. 따라서 우리는 반응의 생성물을 에너지를 저장하는 분자로 생각할 수 있습니다. 우리는 이러한 화학 반응을 엔더곤 반응이라고 부르며, 이는 비자발적입니다. 엔더곤 반응은 자유 에너지를 추가하지 않고는 저절로 일어나지 않습니다.
예를 들어, 단순한 분자에서 설탕과 같은 복잡한 분자를 만드는 것은 동화 과정이며 에너지가 필요합니다. 따라서 동화 작용 과정과 관련된 화학 반응은 엔더고닉 반응입니다. 또는 설탕을 더 단순한 분자로 분해하는 이화 작용 과정은 일련의 엑세곤 반응에서 에너지를 방출합니다.
이 텍스트는 Openstax, Biology 2e, <a href="https://openstax.org/books/biology-2e/pages/6-2-potential-kinetic-free-and-activation-energy">6.2 : Potential, Kinetic, Free 및 Activation Energy에서 발췌
한 것입니다.자유 에너지 변화가 0보다 작으면 이 과정은 자발적이며 이를 엑세르곤 반응이라고 합니다. 반대로, 자유 에너지 변화가 0보다 크면 과정이 자발적이지 않고 반응이 엔더고닉입니다.
서로 다른 반응의 에너지 변화를 비교하기 위해 자유 에너지 변화는 일반적으로 다음과 같이 작성된 표준 조건 집합에 따라 보고됩니다 ΔG0.
푸마라아제의 존재 하에서 푸마르산염으로의 수화는 공정 중 표준 자유 에너지 변화가 -3.8kJ/mol이기 때문에 엑세르곤 반응입니다.
엔더곤 반응이 일어나려면 시스템에 에너지를 추가해야 합니다. 세포에서 엔더곤 반응은 엑세르곤 반응과 결합됩니다.
예를 들어, 포도당의 엔더고닉 변환은 glucose-6-phosphate는 13.8kJ/mol의 표준 자유 에너지 변화를 갖고, ATP의 외계 가수분해는 -30.5kJ/mol의 표준 자유 에너지 변화를 갖습니다.
이러한 반응은 셀 내부에서 결합되며, 전체 공정은 두 공정의 표준 자유 에너지의 총합인 -16.7kJ/mol의 표준 자유 에너지 변화로 매우 효율적입니다.
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