Rappel sur la relation entre constante d'équilibre et variation d'énergie libre de Gibbs

 

1. Relation : ΔG = ΔG°' + RT Ln (rapport concentrations)

A une température donnée, l'énergie libre de Gibbs d'un composé A est reliée à son énergie libre de Gibbs standard par la relation:

G = G°' + RT Ln [A]     (R = 8,31 J.K-1.mol-1)

Pour une réaction quelconque :                                             A + B <-----> C + D

la variation d'énergie libre de Gibbs est la somme de celles des produits moins la somme de celles des réactants, soit:

ΔGréaction = (GC + GD) - (GA + GB)

Exprimée en fonction de la variation d'énergie libre standard de chacun des composés de cette réaction, on obtient:

ΔGréaction = (GC°'+ GD°' - GA°'- GB°') + RT Ln [C] [D] / [A] [B]

que l'on écrit:                                           ΔGréaction = ΔG°'réaction + RT Ln [C] [D] / [A] [B]

Quand la réaction a atteint l'équilibre, le rapport des produits des concentrations n'est autre que la constante d'équilibre qui s'écrit:

Kéq = [C]éq [D]éq / [A]éq [B]éq

A l'équilibre les vitesses des réactions directe et réverse sont égales et la variation d'énergie libre globale (ΔGréaction) est nulle.

On a alors :                                                                  ΔG°'réaction = - RT Ln Kéq

Remarque : une réaction à l'équilibre ne signifie pas que les concentrations sont égales. 

 

2. Processus à l'état stationnaire ou à l'état d'équilibre.

Chaque voie métabolique correspond à un grand ensemble de réactions biochimiques dont chacune a pour substrat le produit de la réaction qui la précède.

Considérons le cas le plus simple, un enchaînement de trois réactions:              A -----> B -----> C

La concentration de l'intermédiaire métabolique B est dans un état dit stationnaire quand la vitesse de formation de B à partir de A est égale à la vitesse de disparition de B pour former C. A l'état stationnaire, la concentration de B est donc constante, alors que A disparaît et que C s'accumule.

En d'autres termes, dans une voie métabolique, il y a un apport constant du premier métabolite de cette voie et consommation constante du dernier. 

Cette situation est donc distincte d'une réaction à l'équilibre (A <---> B), pour laquelle les concentrations des 2 métabolites sont constantes.