糖代谢答疑解惑

高能键

高能键

赵雪婷3200901016 -
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1.水解是吸热反应,为什么ATP水解会释放大量能量?这种化学键特殊在哪里?

2.什么样的化合物就能形成高能键?举例来说,为什么2-磷酸甘油酸没有高能键而磷酸烯醇式丙酮酸就能有高能键?

3.形成高能键需要吸能或放能吗?这一能量差从哪里来?

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回复: 高能键

彭翼飞073012 -
很好的问题!
 
先纠正下,体内的水解反应,基本是放能反应,比如食物中蛋白质在消化道的水解(但放能不多)。
 
高能化合物指那些既容易水解,又能在水解时释放大量自由能的一类分子的统称,以高能磷酸类化合物最常见。一般把水解时放能超过25KJ/mol的称为高能分子。
高能分子水解时,似乎断裂的那个化学键贮存着大量能量,故被称为高能键。
一个分子的能量是含在整个分子里,并不是某一个化学键上,说高能键只是生物化学领域长期以来的一个习惯说法。
 
放能反应实际是产物的自由能低于底物的自由能所致。(复习下有机化学里自由能的计算,一个反应自由能的大小与产物底物浓度直接相关,自由能其实就是平衡常数的另一种表达形式。细胞内某个反应是否适合进行,不能简单以标准自由能计算,要考虑到细胞里反应物的实际浓度。)
 
化学键的断裂都是耗能的,细胞内ATP水解释放能量的实质是,产物ADP和Pi一起的自由能低于底物ATP和水一起的自由能。(ATP断裂一个磷酸键后的”两半“,一半是ADP,另一半要么与水反应,变为Pi, 要么共价结合到底物上,即底物的磷酸化修饰,都是要生成新键的,生成新键放能)  。
 
高能化合物主要有哪些,生物氧化这一章有表格,类似下表。
ATP在表格的中间,意味着合成起来容易,分解也相对容易,这是它成为能量货币的一个重要原因。 
 
高能化合物形成时,吸能或放能,取决于具体的高能分子。