ביוכימיה - פרק 1 : כימיה כללית

כאשר נרצה להתאים את L- alanine לפי הקונפיגורציה של L-glyceraldehyde נמקם את הקבוצות הכימיות הרלוונטיות הקשורות לפחמן הכיראלי של אלאנין לפי אלו שקשורות לגליצראלדהיד כך שאם ניתן בעזרת ריאקציה כימית חד שלבית להמיר קבוצה הקיימת באלאנין לקבוצה הקיימת בגליצר אלדהיד אז הן תואמות ומתיישרות. כך למשל קבוצת הקרבוקסיל של אלאנין תתפוס את אותה עמדה שתופסת קבוצת הקרבוניל של גליצראלדהיד מאחר וניתן להמיר אלדהיד לקרבוקסיל על ידי ריאקציה חד שלבית של חמצון.

לגבי העיניין של הסטת האור המקוטב הדבר איננו נכון לגבי כל חומצות האמינו

לא ניתן לבודד אף אחת מהקונפורמציות כי הן עוברות מאחת לשנייה בחופשיות, עם זאת כשאח המימנים הקשורים לפחמן במולקולת האתאן (בתמונה) מומר לקבוצה גדולה יותר או טעונה חשמלית הרוטציה החופשית מסביב לקשר פחמן - פחמן נפגעת. מה שמפחית את מספר הקונפורמציות היציבות של נגזרות מולקולת האתאן.

בתמונה - מולקולת אתאן במבנה של ball and stick שימו לב כי האנרגייה עולה בקונפורמציית ה- eclipsed המלאה. זה מתקיים בזווית של 0, 120, 240, 360 מעלות. לעומת זאת ביציבה סטאגרד בזווית של 60, 180, 300. חשוב לזכור שההבדלים באנרגיה הם מאוד נמוכים ולכן יש מעבר חופשי בין קונפורמציה אחת לאחרת בתדירות של בערך מיליוני פעמים בשנייה

קונפורמציה היא סידור מרחבי

במרבית האורגניזמים מולקולות כיראליות קיימות רק בקונפיגורציה כיראלית אחת, למשל ח. אמינו ב- L וגלוקוז ב- D. שיטת ה- RS מצויינת לקביעת קונפיגורציה במולקולות רבות. מנגד כשמסנתזים באופן כימי תרכובות עם פחמן אסימטרי מקבלים תערובת המכילה את כל התצורות האפשריות של הפחמנים הכיראליים, למשל תערובת D ו- L. עם זאת תאים חיים מייצרים רק קונפיגורציה אחת של אותה המולקולה מאחר וגם אנזימים המבצעים את פעולת הסינתזה הינם בעלי מרכזים כיראליים (מורכבים מח. אמינו). חלבונים בכלל ואנזימים בפרט מגלים סטריאוספציפיות גבוהה שזהו אחד המאפיינים המולקולאריים הלוגיים של תאים חיים. אם כן כשאתר קישור של חלבון מתאים לתרכובת עם מרכז כיראלי הוא יזהה קונפיגורציה ספציפית, בדיוק כמו שכפפת יד ימין לא תתאים לשמאל.

התשובה היא : ככל שקבוע שיווי המשקל גבוה יותר, כך ריכוז התוצרים גבוה יותר ו/או ריכוז המגיבים בשוו"מ נמוך יותר כי חשוב לזכור שבנוסחה עושים ריכוז התוצרים חלקי ריכוז המגיבים

הכוונה במועדפות תרמודינמית - החומרים צריכים סיבה להגיב. המרכזית היא ירידה ברמה האנרגטית של החומרים. כלומר התוצרים הם בעלי אנרגיה פנימית נמוכה מהמגיבים ולכן נחשבים יציבים יותר. אנרגיית שפעול - עליהם להיות בעלי אנרגיה מספקת כדי לעבור את המחסום האנרגטי.

בנוסף, כמעט כל ריאקציה יכולה ללכת לשני הכיוונים

כלל לה שטלייה קובע כי כל הפרעה לשיווי המשקל לאחר שהריאקציה הגיעה אליו יזכה להתנגדות מצד הריאקציה . כלומר הריאקציה תשאף לחזור לשיווי משקל כימי.

חשוב! העובדה שכמות האנרגיה במערכת היא 0 מוחלט לא אומרת שהריאקציה היא סטטית, אלא שנטו אין עדיפות לאף כיוון אבל בכל רגע נתון מתקיימת הריאקציה קדימה ואחורה.

ריכוז המגיבים והתוצרים למשל הוא ביחידות של מולאר : מול לליטר

במצב ייחודי בו ריכוז התוצרים שווה לריכוז המגיבים קבוע שיווי המשקל יהיה שווה ל-0

ההרכב של מערכת ישתנה עד שהיא תגיע לשוומ. במצב כזה של שוומ ייתכנו עדיין תגובות קדימה ואחורה, אבל הקצב שלהן יהיה זהה ולכן הרכב המערכת יישאר קבוע. קבוע האקוויליביריום (שוומ) שווה לריכוז במולאר (מול לליטר) של כל אחד מהתוצרים בחזקת המקדם הסטוייכומטרי של אותו תוצר חלקי מכפלת ריכוזי המגיבים באותו האופן. כשהמערכת אינה בשוו"מ היא תשאף להגיע לשוומ והתיאור של שאיפה זו הוא דלתא G

action ratio mass - היחס בין התוצרים למגיבים (כל אחד במשוואה יועלה בחזקה של המקדם הסטויכומטרי שלו) במצבים השונים משיווי משקל - מכונה Q מנת הריאקציה

הנוסחה לאנרגיית האקטיבציה : Ea=-RTln(k/A) יחס הפוך : ככל שאנרגיית האקטיבצייה גבוהה יותר קצב הריאקציה יורד (K קבוע הריאקציה) גם לריאקציה מאוד ספונטנית יש מחסום אנרגטי המכונה אנרגיית אקטיבציה ככל שהמחסות גבוה יותר הקצב איטי יותר