氨基酸是有机分子中,具有二性解离性质的一类,因此,也有“等电点”。
怎么计算某一种氨基酸的等电点呢?首先,找到这种氨基酸的解离常数数据,比如说,教材里的列表。
然后,对于只有二个解离常数的氨基酸类型,其中一个数值少的,代表“羧基”的解离常数,数值大的,代表“氨基”的解离常数。这二个数值,代表该分子在溶液中分别具有负电荷(-1)和正电荷(+1),那么恭喜你!这二个数值的加和,取平均(就是除以二),得到的数值,就是等电点。
那么酸性氨基酸,有R基团的额外羧基,那就是说一共有二个羧基,那么解离常数有三个,参考下面的图,横坐标是从酸到碱,一句话,就是氢质子,从多到少。你想想,那么多质子,氨基就是NH3(带一个正电荷)。二个羧基会解离吗?不会,周围质子那么多,怎么会解离,所以还是-COOH。这个分子带一个正电荷!这是在2.2出现前的状态。
如果质子开始少了,最先解离的是阿尔法碳连接的羧基脱氢,成为带负电荷的基团。氨基上富余的氢特别皮实,还是坚持NH3(带一个正电荷),但是这个正电荷,与刚才讲的阿尔法碳连接的羧基负电荷,抵消,成为“等电点”。
你说R基团的羧基氢,这个时候为什么不先解离?唉!基团的电子环境能一样吗?所以你看图左的数据,阿尔法碳连接的羧基解离常数是2.2,人家R基团的羧基解离常数是4.3。
质子进一步减少,R基团的羧基才解离,二负对一正,整个分子带一个负电荷。这就是4.3时发生的事。你说“等电点”是不是应该在2.2和4.3之间取平均?
等到质子继续减少,那个皮实的氨基(NH3)氢,才掉下来,整个分子,成为带二个负电荷的分子,与等电点计算无关了。
你懂了吗?
如果你似懂非懂,继续看下面碱性氨基酸的等电点计算依据。
首先质子丰富时,该分子带二个正电荷。
第一个解离常数依然属于阿尔法碳上的羧基氢的。整个分子带一个正电荷。这是在9.0出现之前的事。这就要开始考虑“等电点”了,因为只有分子带一个正电荷,与下一次出现的带一个负电荷的分子,二个数值才能加和除以二。
看结构式里面的第三个分子。当质子进一步减少,是“阿尔法碳上的氨基氢”掉下来了!人家R基团的氨基氢这会儿皮实,不掉!
你看,分子内部正负电荷各一个,是不是出现“等电点”了!
质子还在减少,最后,R基团的氨基(NH3)氢才掉下来,分子具有一个负电荷。这时,是10.5
看懂了吗?
有点懂了吧?
那么,带巯基的半胱氨酸,带羟基的丝氨酸(还有苏氨酸和酪氨酸),等电点怎么算?
参考“酸性氨基酸”的等电点计算模式吧!
解离,就是讲那个基团里的“氢”,什么时候掉下来。
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