Equilibre des réactions biochimiques et variation d'énergie libre de Gibbs Correction exercice : rapport [3-phosphoglycérate]φ / [1,3-diphosphoglycérate]φ |
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Enoncé Dans des levures en aérobiose, le rapport des concentrations intracellulaires [ATP]φ/[ADP]φ = 10. On considère la réaction de la glycolyse catalysée par la phosphoglycérate kinase : 1,3-diphosphoglycérate + ADP <=> 3-phosphoglycérate + ATP Quel doit être le rapport des concentrations [3-phosphoglycérate]φ / [1,3-diphosphoglycérate]φ pour que la réaction soit thermodynamiquement spontanée dans le sens de la synthèse du 1,3-diphosphoglycérate ? Données : T = 25°C / ΔG°'(hydrolyse 1,3-diphosphoglycérate) = - 12 kcal.mol-1 / R = 1,987 cal.°K-1.mol-1 Voir le cours : Variation d'Energie Libre de Gibbs - conditions standard (ΔG'°) et physiologiques (ΔG') |
Correction Au cours de la glycolyse, la réaction est spontanée dans le sens : 1,3-diphosphoglycérate + ADP <=> 3-phosphoglycérate + ATP Elle est donc caractérisée par :
On calcule le rapport des concentrations [3-phosphoglycérate]φ / [1,3-diphosphoglycérate]φ fictif tel que la réaction soit spontanée dans le sens de la synthèse du 1,3-diphosphoglycérate. Dans ce cas :
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| Calcul de ΔG0'formation 3PG | |
| (1) Réaction d'hydrolyse du 1,3-diPG : 1,3-diphosphoglycérate + H20 <=> 3-phosphoglycérate + Pi | ΔG0'hydrolyse 1,3-diPG = - 12 kcal.mol-1 |
| (2) Réaction de synthèse de l'ATP : ADP + Pi <=> ATP + H20 | ΔG0'synthèse ATP = + 7,3 kcal.mol-1 |
| (3) Réaction de formation du 3PG : 1,3-diphosphoglycérate + ADP <=> 3-phosphoglycérate + ATP | ΔG0'formation 3PG |
| Soit : ΔG0'formation 3PG = ΔG0'hydrolyse 1,3-diPG + ΔG0'synthèse ATP = - 4,7 kcal.mol-1 | |
On obtient donc :
Conclusion La cellule aurait des troubles métaboliques majeurs bien avant qu'un tel rapport des concentrations (278) ne puisse être atteint et n'inverse le sens de la glycolyse.
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