La variazione di energia libera e l'ossidazione cellulare

Come già detto gli elettroni tendono a migrare verso la specie chimica con un valore dienergia più positivo. Tale tendenza è proporzionale alla differenza dei due potenziali di riduzione, denominata ∆E. L’energia che si rende disponibile in seguito a tale flusso spontaneo di elettroni è proporzionale al valore ∆E secondo la formula:

dove n rappresenta il numero di elettroni che vengono trasferiti. Con tale formula è evidente che si può calcolare la variazione di energia libera di qualsiasi reazione di ossido-riduzione partendo dai valori di E0 delle tabelle dei potenziali di riduzione.

In molti organismi, l’ossidazione del glucosio, rappresenta la fonte energetica di produzione dell’ATP.

L’ossidazione completa del glucosio fornisce un ∆G pari a –2840 kj/mole, ben oltre le 50-60 kj/mole occorrenti per la sintesi dell’ATP.

Le cellule si avvalgono di più reazioni (molte delle quali di ossidazione) per convertire il glucosio in CO₂. La variazione di energia libera delle varie reazioni ossidative e pressoché pari a quella richiesta per la risintesi di ATP partendo da ADP e P_i.

Gli e^- rimossi nelle varie tappe di ossidazione sono trasferiti a dei coenzimi con il ruolo di trasportatori (esempio: FAD e NAD⁺).
Questi coenzimi sono nucleotidi solubili in acqua che possono partecipare a reazioni reversibili di ossidazione e riduzione. La loro riduzione consente di conservare l’energia libera rilasciata dall’ossidazione dei substrati.