"Molecole energetiche"

COMPONENTI AD ALTA ENERGIA

L'energia che guida le reazioni endoergoniche viene dall'ossidazione degli alimenti, un processo esoergonico. Durante l'ossidazione del cibo l'energia rilasciata è trattenuta nella forma di alcuni componenti ad ALTA-ENERGIA, come ATP. Per "ALTA-ENERGIA" si intende che l'energia libera del trasferirmento del gruppo fosfato dalla anidride fosforica dell'ATP ad un altro composto procede con un DG largamente negativo.

• Se questo trasferimento avviene nell'acqua si ha un'idrolisi dove DG^o'=-31 kJ/mol
• L'idrolisi di un legame ordinario fosfodiestere ha un DG^o'=-14 kJ/mol.

Come mostrato prima, questa energia libera del fosforile può essere sfruttata per far avvenire una reazione sfavorita nel verso desiderato.

Che cosa rende i legami fosforici così energetici? Perché l'ATP è così importante da diventare una "moneta energetica" per le cellule? I fattori sono diversi.

Nella figura di fianco viene mostrata una molecla di ATP. Le cariche del gruppo fosfato nell'ATP sono costrette a stare in uno spazio limitato. Alcune di queste interazioni elettrostatiche sfavorevoli scompariranno allorchè l'ATP si converte in ADP; allo stesso modo scompariranno quando ADP si converte in AMP-l'idrolisi dell'ATP si ha anche a
DG0' =-31KJ/mol

Lo ione fosfato può avere differenti forme di risonanza che gli danno un'alta entropia. Il gruppo fosfato ha meno forme di risonanza nell'ATP libero, perciò l'idrolisi del trifosfato libera una molecola, fosfato, che è entropicamente favorita.

Un composto metastabile è termodinamicamente instabile, ma in assenza di un catalizzatore decadrà soltanto in modo estremamente lento. ATP è termodinamicamente instabile ma cineticamente stabile. In questo modo l'energia immagazzinata in un legame fosfoanidrile non è dissipata in un' idrolisi con l'acqua ma la sua energia è rilasciata solamente sotto condizioni controllate (catalizzate).