1 Determine el valor de ΔGo’ para la reacción de isomerización de dihidroxiacetona fosfato (DHAP) a gliceraldehído-3-fosfato (GAP), si en el equilibrio la relación GAP y DHAP es de 0.0475 a 25oC (298oK) y pH de 7.

Problemas de bioenergética 2017-1:

1  Determine el valor de ΔGo’ para la reacción de isomerización de dihidroxiacetona fosfato (DHAP) a gliceraldehído-3-fosfato (GAP), si en el equilibrio la relación GAP y DHAP es de 0.0475 a 25oC (298oK) y pH de 7.

Keq = 0.0475

R = 1.987 cal/oKmol

T = 298oK

ΔGo’ = -RTLnKeq  

         =  - (1.987cal/oKmol) (298oK) Ln 0.0475

         = -(592.26cal/mol)(-3.0470)

         = +1804.63cal/mol

         = +1.804Kcal/mol

2  Calcule el ΔG de la reacción de fermentación alcohólica, a partir de los valores de ΔGo’ de formación de los participantes según la ecuación. Consulte los valores de ΔGo’ de formación en el ejercicio 12.

C6H12O6                 2C2H6O  +  2CO2        [pic 1]

Datos:  ΔGo’f en Kcal/mol:        C6H12O6         -219.43

                         C2H6O                -41.81

CO2                -94.35

De acuerdo a los datos se aplica la fórmula: ΔGo’ = ΣΔGo’productos - ΣΔGo’reactantes

Entonces sustituyendo datos de la ecuación balanceada:

ΔGo’ = [2(-41.81) + 2(-94.35)] – [-219.43]

ΔGo’ = [-83.62 + (-188.7)] +219.43  =  -264.6 +219.43 = -45.17 kcal/mol

3  Determine el valor de ΔGo’ para la reacción de reducción del piruvato a lactato con NADH + H+ 

Piruvato + NADH + H+                   Lactato + NAD+  [pic 2]

      Par redox                 Potenciales redox.

Piruvato / Lactato        Eo` = -0.19V

NAD / NADH+ H        Eo` = -0.32V

F = 23.06Kcal/Vmol ;           n = 2

En la reacción el piruvato recibe dos electrones y un protón del NADH y toma un protón del medio de esta manera se reduce a lactato. Por lo tanto, el agente oxidante es el Piruvato y el agente reductor es el NADH +H+

ΔGo’ = -nFΔ Eo`    =    -nF(Eo´oxidante-Eo´reductor)

         = -2(23.06Kcal/Vmol)[(-0.19V)-(-0.32V)]

         = -46.12Kcal/Vmol(0.13V)

         = -5.99Kcal/mol

4  La bacteria Acetobacter suboxidans puede obtener energía para su crecimiento mediante la oxidación de etanol a acetaldehído y luego a ácido acético. Calcule los valores de H° (a 25°C y condiciones de presión estándar) para estas reacciones:

1. Etanol + ½O2                                 Acetaldehído + H2O[pic 3]
2. Acetaldehido + ½O2                         Ácido acético[pic 4]

Datos: Calores de combustión a 25°C

C2H5OH = -1,371 KJ/mol.

CH3CHO = -1,168 KJ/mol,

CH3COOH = -876 KJ/mol

Para la reacción a), dado que son calores de combustión, entonces a reacción a considerar es la correspondiente a la de combustión.

1. C2H5OH  +  ½O2                        CO2  +  H2O[pic 5]
2. CH3CHO +  O                        CO2  +  H2O[pic 6]

Las reacciones se deben balancear y reacomodarlas para que al sumarlas nos den la reacción a)

1. C2H5OH  +  O2                        2CO2  + 3H2O                ΔHo= -1,371 KJ/mol[pic 8][pic 7]
2.  2CO2  +  2H2O                   CH3CHO +2O2        ΔHo= +1,168 KJ/mol[pic 10][pic 9]

La reacción total es entonces y el respectivo ΔHo:

                C2H5OH  + O2                 CH3CHO + H2O                   ΔHo= -203 KJ/mol[pic 12][pic 11]

Para la reacción b): realícelo de manera análoga.

5 Calcule la ΔG de hidrólisis del ATP en condiciones existentes en una célula muscular en reposo donde la concentración de ATP es de 5mM, la concentración de ADP es 0.5mM y la de Pi de 1mM, a pH 7 y Temperatura de 37ºC.

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