2.4 Hidrólisis de ATP y energía libre
La energía
libre de los enlaces fosfoanhídrido de los compuestos de “alta energía” como el
ATP, pueden utilizarse para conducir reacciones aun cuando los grupos
fosforilos no se transfieran a otro compuesto orgánico. Por ejemplo, la hidrólisis del ATP proporciona la energía libre para el
funcionamiento de las chaperonas moleculares, la contracción del musculo y el
transporte activo transmembrana. En estos procesos las proteínas experimentan
cambios conformacionales en respuestas a la unión del ATP.
La hidrólisis exergónica
del ATP y la liberación de ADP y Pi hace que estos cambios sean irreversibles
y, en consecuencia, conduce estos procesos hacia adelante. La hidrólisis del
GTP actúa de manera similar para conducir algunas reacciones de transducción de
señales y síntesis de proteínas.
En ausencia
de una enzima apropiada los enlaces fosfoanhídrido son estables, se hidrolizan
muy lentamente, a pesar de la gran cantidad de energía libre que liberan por medio de estas reacciones. Esto
se debe a que las reacciones de hidrólisis tienen energías libres de activación
inusualmente altas. En consecuencia, la hidrólisis de ATP esta favorecida
termodinámicamente y desfavorecida cinéticamente.
La energía
útil en una molécula de ATP está contenida en los enlaces fosfoanhídridos, los
cuales son enlaces covalentes formados a partir de la condensación de dos moléculas
de fosfato con pérdida de agua:
Una molécula
de ATP tiene dos enlaces fosfoanhídridos clave. La hidrólisis de un enlace
fosfoanhídrido (-) en cada una de las
siguientes reacciones tiene un AG muy negativa, de unos -7.3 kcal/mol:
Porque es tan elevada la energía libre de hidrólisis del ATP
El ATP tiene 2 enlaces anhídrido ácido.
El ADP tiene 1 enlace anhídrido ácido.
El ATP tiene
4 OH desprotonables en los P
El ADP tiene
3 OH desprotonables en los P
El ATP
une Mg2+, por sus Pβ y γEn presencia de Mg2+, pierde los 4 H+.
El ADP
también une Mg2+, y pierde los 3 H+en
presencia de Mg2+.
Referencias:
Libro: bioquímica, pág. 409, disponible en:
Libro: biología celular y molecular, págs. 52-53,
disponible en:
Grax
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