Kinetics and energetics of chemical reactions through intermediate states

Arango-Restrepo, Andrés; Rubı́, J. M.

doi:10.1016/j.physa.2018.05.132

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“…In addition, we analyse the process in terms of two reaction coordinates, where the use of two different free energy barriers and activation energies naturally arises. 20,21 In Fig. 2, we illustrate the different stages of crystallisation in which the two driving forces, temperature difference DT between the system and its surrounding and activity difference Dz between the solid and liquid phases reach different values.…”

Section: Chiral Symmetry Breaking Induced By Entropy Productionmentioning

confidence: 99%

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Chiral symmetry breaking induced by energy dissipation

Arango-Restrepo

Arteaga

Rubi

2023

Phys. Chem. Chem. Phys.

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Section: Chiral Symmetry Breaking Induced By Entropy Productionmentioning

confidence: 99%

“…In addition, we analyse the process in terms of two reaction coordinates, where the use of two different free energy barriers and activation energies naturally arises. 20,21…”

Section: Chiral Symmetry Breaking Induced By Entropy Productionmentioning

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Chiral symmetry breaking induced by energy dissipation

Arango-Restrepo

Arteaga

Rubi

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“…Recently, Rubi et al [ 14 ] analyzed the energetics and the kinetics of a general reversible chemical reaction passing through an intermediate state by comparing the rate and dissipation in the direct reaction A⇔C with the one with an intermediate state, A⇔B⇔C. In all situations, introducing the intermediate state B reduced the dissipation, although to a varying degree depending on the energy of the intermediate state.…”

Section: Relevance In Chemistry and Biologymentioning

confidence: 99%

More Stages Decrease Dissipation in Irreversible Step Processes

Salamon

Andresen

Nulton

et al. 2023

Entropy

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The dissipation in an irreversible step process is reduced when the number of steps is increased in any refinement of the steps in the process. This is a consequence of the ladder theorem, which states that, for any irreversible process proceeding by a sequence of relaxations, dividing any relaxation step into two will result in a new sequence that is more efficient than the original one. This results in a more-steps-the-better rule, even when the new sequence of steps is not reoptimized. This superiority of many steps is well established empirically in, e.g., insulation and separation applications. In particular, the fact that the division of any step into two steps improves the overall efficiency has interesting implications for biological evolution and emphasizes thermodynamic length as a central measure for dissipation.

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“…Evans and Polanyi (1935) defined the transition state as "an infinitesimally thin layer of phase space." Thus, the formation of the transition complex occurs by both the association of free molecules and the dissociation of the stable thermodynamic complex ( 𝛼𝐿𝐴 + flav ⇄ (αLA − flav ‡ ) ⇆ (αLA − flav 0 ) (ARANGO-RESTREPO; RUBI; BARRAGÁN, 2018;REZENDE et al, 2020b).…”

Section: Effect Of Flavonoid Hydrophobicity On the Formation Of Inter...mentioning

confidence: 99%

Termodinâmica e cinética de interação intermolecular entre proteínas e compostos fenólicos

Freitas¹

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Os compostos fenólicos, como o ácido tânico (AT), Naringina (NR) e Naringenina (NG) são potenciais ingredientes funcionais devido aos seus efeitos nutracêuticos, mas limitações dificultam suas aplicações na indústria. Uma alternativa interessante para minimizar essas dificuldades é complexação destes compostos com proteínas (alfa- amilase (α-am), alfa-lactoalbumina (α-La) e Lisozima (Lys)). Essas moléculas são consideradas excelentes moléculas transportadoras, visto que podem apresentar alto valor nutricional, boas propriedades sensoriais, baixa toxicidade e capacidade de interagirem com compostos hidrofóbicos. A interação de compostos fenólicos com proteínas pode ser afetada por diferentes fatores (flexibilidade estrutural das moléculas, abundância de grupos hidroxila dos compostos fenólicos e quantos sítios de interação a proteína terá para determinado ligante). O estudo da termodinâmica e cinético de formação de complexos permite obter informações sobre a dinâmica do processo de interação e seus interferentes. Portanto, neste trabalho foi apresentado no capítulo 1 o estudo termodinâmico dos complexos α-LA-AT, α-am-AT e Lis-AT, nas temperaturas de 293,15 a 313,15 K, utilizando a espectroscopia de fluorescência. A estequiometria complexa (n) é aproximadamente 1:1 para Lys-AT e 1:2 para α-am-AT e α-La-AT, enquanto a constante de ligação (K b ) é da ordem de 10 5 M -1 para todas proteínas. O aumento da temperatura diminui os valores de K b dos complexos α-am- AT e Lys-AT e aumenta os valores de K b do complexo α-La-AT. A formação do complexo é conduzida entalpicamente e entropicamente para o α-am–AT e Lys–AT, respectivamente, e conduzida entropicamente para a ligação α-La-AT. Essas informações confirmam o quão importante é o estudo termodinâmica da interação de um composto fenólico com as diferentes proteínas, visto que foi possível perceber que o AT interage por diferentes mecanismos com proteínas distintas. Por fim, no capítulo 2 foi apresentado um artigo científico que expõe o efeito da hidrofobicidade nas interações da α-LA com NR e NG, através do estudo termodinâmico e cinético, por meio da ressonância plasmônica de superfície e também foram realizadas análises utilizando a técnica de docking molecular. Os resultados demonstraram que a constante de taxa de associação entre α-La e NR foi aproximadamente três vezes maior do que entre α-La e NG, e a constante de taxa de dissociação foi menor para α-La–NG do que para α-La–NR em todas as temperaturas avaliadas. A análise termodinâmica revelou que o mecanismo de formação de α-La–NG foi predominantemente entrópico devido ao processo de dessolvatação para acessar sítios hidrofóbicos. Entretanto, a presença do grupo glicosídeo em NR promoveu interações hidrofílicas. O melhor modelo de ligação produzido por docking molecular sugeriu que ambas as moléculas se ligam à mesma cavidade proteica. Palavras-chave: Compostos bioativos. Espectroscopia de Fluorescências. Ressonância Plasmônica de Superfície. Complexos Moleculares.

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Kinetics and energetics of chemical reactions through intermediate states

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