高エネルギーリン酸結合のエネルギーについて

　高エネルギーリン酸結合が切れるときに、エネルギーが放出される理由（メカニズム）を教えてください。
　化学の知識が乏しくてよくわからないのですが、なんとなく結合が切れるというのはエネルギーを吸収して、切れるようなイメージを持っています。
　宜しくお願いいたします。

No.3 ベストアンサー 回答者： ichiro-hot 回答日時： 2009/02/07 19:59

高エネルギー燐酸結合は燐酸H3PO4が縮合して-O-PO2-O-でつながってます。

そのとき，-PO2-の部分はイオン化して負の電荷を持っています。負の電荷同士は静電気的な力で反発しあうので，それを近づけるには反発力に逆らって仕事をしなければならないので，高エネルギー燐酸結合ができるときにはその仕事に相当する静電気的なエネルギーを蓄えることになります（通常の化学結合の１／５ぐらいのエネルギー）。これを次のように考えます。
(1)その反発力を考えるのに，1つ1つの燐酸分子（-PO2-の部分）をスポンジのように考え，その中心に紐をつき通して結んだと考えます。燐酸の分子どうしを繋ぐ-O-P-O-P-O-がその「紐」になります。
(2)-O-P-O-P-O-は普通の化学結合で結構短く，高エネルギー燐酸結合の状態は「紐」をグイと引っ張って縮めて結んだ状態です。
(3)燐酸結合が切れるというのはこの結び付けている紐を「ハサミで切る」事に当たります。そうすると外れたスポンジが飛び出します。これが他の分子に衝突して…
と高校生物では教えると思うのですが。

No.2 回答者： owata-www 回答日時： 2009/02/06 09:54

化学の知識が乏しいということなので系の自由エネルギーとかを話してもたぶんわからないと思うので、とりあえず噛み砕いて言うと

高エネルギーリン酸結合というのは、安定なリン酸化合物に酵素を用いてリン酸を結合させたものです。この高エネルギーリン酸化合物は非常に不安定です。この不安定な物質を加水分解して安定なリン酸化合物にすることでエネルギーが発生します。


うまい例えが思いつきませんが、例えば地震とかでいうとプレートが動いて歪みが発生し不安定になっている状態が高エネルギーリン酸化合物です。これが安定な状態に戻る時に大きなエネルギーが生み出されて地震になりますよね、それと似たようなイメージです（正直分かりにくいと思いますが、ごめんなさい）

つまり、エネルギーを与えて不安定な状態にしたものを安定にするからそこでエネルギーが発生するわけです。


あと、この加水分解では初めは活性化エネルギーと言ってエネルギーを与えなければ反応は進みません。実は高エネルギーリン酸化合物はこの活性化エネルギーが高いため、生体内に比較的安定に存在することが出来ます。

http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/2004/ …

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2009/02/06 08:36

まずはwikiをどうぞ、↓

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%87% …
さらに体内でのアシル化の前にはリン酸化(高エネルギー無水物ができる)か補酵素Ａ(ＣｏＡ)とアシル-Ｓ-ＣｏＡ結合を作って「活性化」される事が多い。
>結合が切れるというのはエネルギーを吸収し
分子から原子ができるなら莫大なエネルギーが必要ですが、高エネルギーリン酸化合物は「酸無水物」の「加水分解」なので「発熱」(エネルギー供給)になります。