Um zu verstehen, warum die Reaktion trotz eines positiven ΔG∘′ im Muskel in Richtung der Produkte abläuft, müssen wir uns auf die Konzepte des chemischen Gleichgewichts und der freien Enthalpie konzentrieren. Besonders relevant ist hier das Massenwirkungsgesetz, das die tatsächliche Reaktionsrichtung unter zellulären Bedingungen bestimmt.
Um zu verstehen, warum die Reaktion trotz eines positiven ΔG∘′ im Muskel in Richtung der Produkte abläuft, müssen wir uns auf die Konzepte des chemischen Gleichgewichts und der freien Enthalpie konzentrieren. Besonders relevant ist hier das Massenwirkungsgesetz, das die tatsächliche Reaktionsrichtung unter zellulären Bedingungen bestimmt.
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Dieses Gesetz besagt, dass die Richtung, in die eine Reaktion bevorzugt abläuft, davon abhängt, ob die Reaktanden oder die Produkte in höherer Konzentration vorliegen.
Obwohl die Standard-Gibbs-Energieänderung (ΔG∘′) für die Spaltung von Fruktose-1,6-bisphosphat in Dihydroxyacetonphosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat positiv ist (+23 kJ/mol), was bedeutet, dass die Reaktion unter Standardbedingungen nicht spontan abläuft, kann die tatsächliche Gibbs-Energieänderung (ΔG) negativ werden, wenn die Konzentration der Produkte in der Zelle gering ist.
Im Muskel ist die Konzentration der Produkte (Dihydroxyacetonphosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat) in der Regel deutlich niedriger als die Konzentration des Edukts (Fruktose-1,6-bisphosphat). Dies führt dazu, dass die Reaktion nach rechts verschoben wird, also in Richtung der Produkte. Dadurch wird die Reaktion in der Zelle unter den gegebenen Bedingungen spontan, obwohl sie unter Standardbedingungen nicht spontan wäre.
Fazit: Die zellulären Konzentrationen der Reaktionspartner spielen eine entscheidende Rolle dabei, in welche Richtung eine Reaktion abläuft, und in diesem Fall sorgt die niedrige Produktkonzentration dafür, dass die Reaktion in Richtung der Produkte verläuft.
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C00683
Bei Wissensfragen wie dieser, bei der es um die Erklärung einer spezifischen biochemischen Reaktion geht, kann ein "educated guess" sehr hilfreich sein. Wenn du verstehst, dass biochemische Reaktionen oft durch das Massenwirkungsgesetz beeinflusst werden, kannst du darauf schließen, dass Konzentrationsverhältnisse eine wichtige Rolle spielen. Auch wenn du dir nicht ganz sicher bist, kann dieses Wissen oft zur richtigen Antwort führen.
Wenn du diese Frage einmal gehört hast, ist es gut, sie im Gedächtnis zu behalten. Sollte eine ähnliche Frage im Ham-Nat vorkommen, wirst du sie schnell wiedererkennen und sicher beantworten können.
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