A síntese de glutamina a partir de glutamato e amônia é uma reação endergônica nas condições padrão:
Assumindo uma solução contendo ATP, ADP,
, glutamina e glutamato, todos na mesma concentração de 1 M , diga e justifique se devemos ter síntese ou quebra de glutamina na presença de E2 (sem E1) e na presença de E1(sem E2).
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício fala sobre a síntese da glutamina a partir do glutamato e da amônia, que é uma reação que requer energia (ela é endergônica). A equação da reação é:
A gente tem uma solução com ATP, ADP,
(fosfato inorgânico), NH₃, glutamina e glutamato, todos na concentração de 1 M. O que precisamos descobrir é se, na presença apenas de E2 (sem E1) e apenas de E1 (sem E2), vai rolar a síntese ou a quebra da glutamina.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a variação de Gibbs (
). Ela nos diz se uma reação vai ocorrer espontaneamente. Se
for negativa, a reação é espontânea na direção que escrevemos; se for positiva, ela não é espontânea e precisa de energia.
Aqui,
, o que significa que, nas condições padrão, a síntese da glutamina não é espontânea.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre E1 e E2. Em bioquímica, muitas vezes usamos essas siglas para representar diferentes enzimas ou etapas enzimáticas. Supondo que:
- E1 esteja relacionado com a síntese da glutamina (talvez uma sintase que usa ATP para ligar glutamato e NH₃).
- E2 esteja relacionado com a quebra da glutamina (talvez uma glutaminase que converte glutamina de volta para glutamato e NH₃).
Passo 4
Como todas as substâncias estão a 1 M, a concentração não vai influenciar o
. Mas temos ATP e ADP na solução, o que indica que a célula tem energia disponível para impulsionar reações que precisam dessa energia, como a síntese da glutamina.
Passo 5
Vamos analisar os dois cenários:
-
Presença de E2 (sem E1):
- E2 promove a quebra da glutamina em glutamato e NH₃.
- Como E1 não está presente para sintetizar glutamina, a reação vai favorecer a quebra.
- Portanto, há quebra da glutamina.
-
Presença de E1 (sem E2):
- E1 promove a síntese da glutamina usando glutamato e NH₃.
- Mesmo sendo uma reação endergônica, a presença de ATP e ADP na solução fornece a energia necessária para que E1 impulsione a síntese.
- Portanto, há síntese da glutamina.
Resposta
Na presença de E2 (sem E1), ocorre quebra da glutamina, e na presença de E1 (sem E2), ocorre síntese da glutamina.
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e
) está inicialmente a 1atm de pressão e 300K. Uma pressão constante de 5atm é aplicada adiabaticamente (i.e., sem troca de calor), comprimindo o gás irreversivelmente até que o volume diminua em 2 litros (
). O gás então se equilibra neste novo volume ainda sem troca de calor com o meio. Usando
K), calcule:
Sem fazer qualquer cálculo, diga e justifique se a variação de temperatura seria maior, menor ou igual ao valor encontrado no item © caso a compressão adiabática para o mesmo volume final tivesse sido realizada reversivelmente.
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