Hidroliz tepkimeleri enzimatik olmasına rağmen neden ATP harcanmaz?

ATP harcanmaz, çünkü enzim hidrolizin enerjisini sağlamıyor; yalnızca tepkimenin aktivasyon enerjisini düşürüyor ve hızını artırıyor. Hidrolizlerin büyük bölümü termodinamik olarak elverişli, yani ΔG<0, suyun katılmasıyla eski bağların yerini daha kararlı bağlar alıyor. Dolayısıyla enerji girdiğine ihtiyaç yok, enzim katalizör, pil değil.

Şöyle açayım: Enzim, geçiş durumunu stabilize ediyor ve nükleofilik suyu doğru konumlandırıyor; bu, mekanizma. Ama serbest enerji farkı (ΔG) enzime rağmen değil, enzim varken de aynı, çünkü katalizör dengeyi değiştirmiyor. Hidrolizde eski bağlardaki düzen bozulunca, suyun O–H bağları ve oluşan yeni bağlar daha düşük serbest enerjiye oturuyor. Yani kimya kendi kendine "inişe" geçiyor, enzim sadece freni bırakıyor. ATP ise, termodinamik olarak elverişli olmayan süreçleri "eşleştirerek" (coupling) çalıştırmak için var, mesela ligazların iki molekülü birleştirmek üzere substratları önce fosforile ederek etkinleştirmesi gibi. Hidrolizdeyse doğrudan böyle bir etkinleştirme ihtiyacı yok.

Karıştırılan nokta şu: Bazı sistemler hidroliz YAPARKEN ATP tüketebiliyor, ancak bu tüketim hidrolizin kimyasal adımı için değil, yan süreçler için. Örneğin proteazomlar substratı açmak, çekmek veya kalite kontrol yapmak için ATP'yi kullanabiliyor, ama peptit bağının kırılması, katalitik merkezdeki suyun saldırısıyla oluyor. Kaldı ki, enzimlerin dengeyi taşımadığı, sadece hıza etki ettiği, temel biyokimyanın a-b-c'si. Özetle: Hidroliz, çoğu bağlamda termodinamik olarak aşağı doğru, ATP harcaması gerekmiyor; ATP, tersine, yukarı doğru itecek işlerde devreye giren para birimi.