Лекция_термодинамический анализ превращения пировиноградной в молочную кислоту

Лекция_термодинамический анализ превращения пировиноградной в молочную кислоту

Термодинамический анализ процессов окисления восстановления можно выполнить, используя значения редокс-потенциалов. Рассмотрим реакцию окисления лактата в пируват с сопряженным восстановлением НАД⁺.

(1)

Эту реакцию катализирует фермент лактатдегидрогеназа. Однако мы помним, что в данном случае фермент не влияет на значения термодинамических потенциалов, а лишь ускоряет наступление равновесия. Распишем отдельно прямую и обратную реакции применив уравнение Нернста для каждой редокс-пары:

	(2)
	(3)

Запишем значение редокс-потенциала для пар пируват / лактат и кофактор окисленный / кофактор восстановленный:

	(4)
	(5)

Будет ли процесс окисления лактата в пируват идти самопроизвольно? В качестве окислителя предполагается НАД⁺, следовательно, ЭДС пары НАД⁺/НАДН∙Н⁺ должно быть больше, чем пары пируват/лактат:

	(6)
	(7)

(8)

Допустим, при рН 7,0 и температуре 310 К концентрации веществ такие:

После подстановки значений стандартных редокс-потенциалов, взятых из таблицы, представленной в прошлой лекции, и концентраций участвующих в реакции метаболитов:

38,6 > 0

Таким образом, получили положительное значение редокс-потенциала. Это означает, что при данных концентрационных условиях окисленная форма НАД⁺ выступает в качестве окислителя, а лактат в качестве восстановителя и реакция до наступления равновесных концентраций идет в направлении от лактата к пирувату.