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结构生物化学/酶/吉布斯自由能图

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吉布斯自由能图显示了反应是否自发 - 是否是放能或吸能。ΔG是自由能的变化。通常,所有反应都希望达到更低的能量状态,因此负变化是有利的。负ΔG表示反应是放能且自发的。


请注意,ΔG 没有揭示反应的速度。例如,钻石应该在室温下处于液态,但这种反应的速度非常慢,以至于这种变化似乎没有发生。同样,肽键也不会自发地发生水解,即使这种反应是高度放能的。正ΔG表示反应是吸能的,或者从反应物到产物需要能量。自由能图可用于通过评估ΔG来确定反应是否会自发。可以通过从产物的自由能中减去反应物的自由能来找到ΔG。


ΔG = G产物 - G反应物


因此,如果反应从更高的自由能到更低的自由能,则会有一个负的ΔG,并且反应会自发。然而,如果反应物的ΔG低于产物,则自由能会增加,并且反应是非自发的。在这种情况下,需要某种形式的能量(以热、光等形式)才能使反应发生。需要注意的是,自发反应不一定能自行发生。这是因为开始反应需要初始活化能,因此即使是自发反应也可能需要某种形式的能量输入。一个很好的例子是辛烷的放热燃烧,它仍然需要火焰来引发。


酶会通过降低活化能障碍(即反应发生所需的能量)来影响这种自由能图。它们通过稳定过渡态(即反应物和产物之间最高能量的状态)来做到这一点。酶不会以任何方式、形状或形式影响平衡常数。 File:Free energy diagram.jpg

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