ATP, couplage কী?

Exemple 8.17 (Pourquoi l’hydrolyse de l’ATP libère autant)

Trois raisons : les quatre charges négatives des phosphates de l’ATP se repoussent et sont soulagées par la coupure ; les produits $\mathrm{ADP}$ et $\mathrm{P_i}$ sont mieux stabilisés par résonance et par hydratation que l’anhydride ; et la cellule maintient l’ATP mille fois au-dessus de son équilibre avec l’ADP et le phosphate. Le dernier terme est le plus grand : avec l’ATP à $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$, l’ADP à $1\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$, le $\mathrm{P_i}$ à $10\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$, $\Delta G = -30.5 + 2.58\ln\frac{10^{-3}\times 10^{-2}}{5\times 10^{-3}} = -30.5 - 16 = -46.5\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$.

Exemple 8.18 (Le couplage)

La réaction glucose $+\ \mathrm{P_i} \to$ glucose-6-phosphate $+\ \mathrm{H_2O}$ a un $\Delta G^{\circ\prime} = +13.8\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ : à l’équilibre, presque aucun glucose ne serait phosphorylé. L’hexokinase transfère au contraire le phosphate directement depuis l’ATP : glucose $+$ ATP $\to$ glucose-6-phosphate $+$ ADP, $\Delta G^{\circ\prime} = 13.8 - 30.5 = -16.7\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$, constante d’équilibre $800$, réaction pratiquement totale. Le phosphate n’apparaît jamais libre : les deux réactions n’en font qu’une.

Exemple 8.14 (L’inventaire de la cellule)

Sur la masse sèche d’une bactérie, les protéines font $55\,\%$, l’ARN $20\,\%$, l’ADN $3\,\%$, les lipides $9\,\%$, les polysaccharides $5\,\%$, les petites molécules et les ions le reste. En nombre de molécules, le tableau s’inverse : un millier de sortes de petits métabolites et d’ions, à des concentrations allant du nanomolaire au dixième de mole par litre, font la plupart des molécules qui ne sont pas de l’eau. Le potassium est à $150\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$, le glutamate à $100\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$, l’ATP à $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$, un facteur de transcription à quelques molécules par cellule.