3.1. Energie de réaction. 3.2. Equilibre. 3.3. Relation entre énergie et équilibre. 3.4. Couplage énergétique. 3.4.1. Réactions en parallèle. 3.4.2. Réactions.

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2 3.1. Energie de réaction. 3.2. Equilibre. 3.3. Relation entre énergie et équilibre. 3.4. Couplage énergétique. 3.4.1. Réactions en parallèle. 3.4.2. Réactions en série.

3 3.1. Energie de réaction. L’énergie est nommée  G, variation d’énergie libre de Gibbs.  G = G final - G initial CH 2 O O OH P O O-O- O O CH 2 OH O OH  G = - 8,0 kJ.mol -1

4 3.1. Energie de réaction. La valeur de  G dépend des conditions de la réaction. CH 2 O O OH P O O-O- O O CH 2 OH O OH * La température.Les biologistes travaillent à 25°C ou 298 K * Les concentrations des réactifs. Avec les valeurs réelles  G Toutes les concentrations = 1 mol.L -1  G° * Le pH. Les chimistes travaillent à pH0  G ou  G° Les biologistes travaillent à pH7  G’ ou  G°’ Toutes ces valeurs de  G sont différentes. Conditions standards

5 Lorsque la réaction est à l’équilibre: K éq = (C pdt / C réact ) 3.2. Equilibre. Les réactions biologiques sont des équilibres. Elles se produisent dans les deux sens en fonctions des conditions (concentrations des réactifs). Celles-ci sont caractérisées une constante. A tout moment de la réaction: K = (C pdt / C réact ) Fructose 1,6 diPDHPG3P Ce qui ne veut pas dire que les concentrations sont égales (K = 1) de chaque « côtés » de la réaction ! Si l’on modifie les concentrations, on modifie K et la réaction se produit dans le sens le plus favorable. La réaction se déroule dans le sens qui compense la variation de concentration « pour revenir comme avant ! » Henry de Le Chatelier (1850 -1936) a formalisé ce phénomène: « Toute modification d’un facteur d’un équilibre chimique provoque, si elle se produit seule, un déplacement de l’équilibre dans un sens qui tend à s ’opposer à la variation du facteur considéré. » Ca marche aussi dans l’autre sens. K < K éq K > K éq K= [DHP].[G3P] [F1,6dP]

6 3.3. Relation entre énergie et équilibre. R = 8,314 J.mol -1.deg -1 T = 298 °K 1 kJ = 1 000 J Ln = 2,303 log K influence le sens de la réaction.  G influence le sens de la réaction. Il existe une relation entre K et  G. C’est l’équation de Nernst. Tout est à savoir par cœur !

7 Réaction favorable Réaction défavorable 3.4. Couplage énergétique. 3.4.1. Réactions en parallèle. + Pi ATP + Pi ADP Certaines réactions non spontanées utilisent l’énergie dégagée par des réactions plus favorables. Voici le cas de la première réaction de la glycolyse, la phosphorylation du glucose par l’hexokinase. Cette valeur élevée (en valeur absolue) sous-entend que la réaction est très violente. Le Pi est éjecté avec force. En s’hydrolysant, l’ATP projette violement contre le glucose, le Pi qui pénètre dans le nuage électronique et forme une liaison covalente. CH 2 OH O OH CH 2 PO 4 O OH

8 3.4. Couplage énergétique. 3.4.1. Réactions en parallèle.  G°’ =  G°’ = -16,7 kJ.mol -1 Certaines réactions non spontanées utilisent l’énergie dégagée par des réactions plus favorables. Voici le cas de la première réaction de la glycolyse, la phosphorylation du glucose par l’hexokinase. En s’hydrolysant, l’ATP projette violement contre le glucose, le Pi qui pénètre dans le nuage électronique et forme une liaison covalente. + Pi ATP + Pi ADP CH 2 OH O OH CH 2 PO 4 O OH ATPADP CH 2 OH O OH CH 2 PO 4 O OH

9 3.4. Couplage énergétique. 3.4.2. Réactions en série. Lorsque deux réactions sont en série, le substrat de la deuxième est le produit de la première. La première réaction modifie la constante d’équilibre de la deuxième. CH 2 OH O OH OHOH CH 2 PO 4 O OH CH 2 PO 4 O OH CH 2 OH CH 2 PO 4 O OH CH 2 PO 4