氨基酸等电点的计算和应用 04081096 郑芳芳
蛋白质(protein)是生命现象的物质基础，氨基酸(amino acid)是蛋白质的基本结构单位。天 然存在于蛋白质中的氨 基酸共有20种。氨基酸 的一般结构为
氨基酸既含有能释放H+ 的基团(如羧基)。也含有接受H+ 的基团(如氨基)，因此是两性化合物，亦称两性电解质或兼性离子。 氨基酸的两性形式示意图
酸性氨基酸：天冬氨酸(Asp)、谷氨酸 (Glu) 碱性氨基酸：赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、 组氨酸(His) 20种常见天然氨基酸中3个有碱性取代基，能和 H+结合，称为碱性氨基酸；4个有酸性取代基，可以离解出H+，称为酸性氨基酸；大多数为中性氨基酸 酸性氨基酸：天冬氨酸(Asp)、谷氨酸 (Glu) 碱性氨基酸：赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、 组氨酸(His)
H-C-COOH ======== H-C-COO- ====== H-C-COO- 氨基酸的等电点(isoelectric point)：氨基酸的等电点在一定 pH条件下,某种氨基酸接受或给出质子的程度相等,分子所带的净电荷为零,此时溶液的pH值就称为该氨基酸的等电点(pI) NH3+ NH3+ NH2 | +OH- | +OH- | H-C-COOH ======== H-C-COO- ====== H-C-COO- | +H+ | +H+ | R R R 阳离子 两性离子 阴离子 pH<pI pH=pI pH>pI
氨基酸等电点的计算 公式： pH=(pKn+pKn+1)/2 n:氨基酸（或多肽）完全质子化时带正电荷基团数 pK:解离基团的解离常数 氨基酸等电点的计算 公式： pH=(pKn+pKn+1)/2 n:氨基酸（或多肽）完全质子化时带正电荷基团数 pK:解离基团的解离常数 等电点时溶液的pH与氨基酸的浓度无关。通常氨基酸的的酸解离与碱解离的程度不同，纯氨基酸溶液不能达到其等电点，可以通过加入酸或碱调节其 pH以达到等电点pH
等电点的计算步骤 先将氨基酸/多肽可解离基团的pK值自小到大按顺序排列 判断n值 判断氨基酸的分类 酸性氨基酸和中性氨基酸的完全质子化数 n=1 碱性氨基酸的完全质子化数 n=2
等电点的应用1------电泳分离 应用------氨基酸的分离与分析 氨基电泳：带电颗粒在电场中移动的现象称为电泳 酸不同（pI不同，大小不同），在电场中泳动速度不同，因此可以通过电泳将氨基酸彼此分开 当pH=pI时，氨基酸呈兼性离子，在电场中不移动 当pH>pI时，氨基酸带负电荷，在电场中向正极移动 当pH<pI时，氨基酸带正电荷，在电场中向负极移 蛋白质在高于或低于其等电点的溶液中是带电的，在电场中能向电场的正极或负极移动，从而分离蛋白质。根据支撑物不同，有薄膜电泳、凝胶电泳等。
等电点应用2------蛋白质沉淀与分离 处于等电点的蛋白质溶解度最小。当蛋白质混合物的 pH 被调到其中一种成分的等电点时，该蛋白质将大部分或全部沉淀下来。那些等电点高于或低于该 pH的蛋白质仍保留在溶液中，可利用此性质进行蛋白质的分离。这样沉淀出来的蛋白质保持天然构象，能再溶解于水并具有天然的活性
参考文献 <1> 李克安《分析化学教程》 北京大学出版社出版2005年5月第1版 <1> 李克安《分析化学教程》 北京大学出版社出版2005年5月第1版 <2> 陈阅增《普通生物学----生命科学通论》 高等教育出版社1997年出版http://jpkc.gdmc.edu.cn/biochemistry/htm/lhtx01.htm http://bbs.fjii.com/showthread.php?t=21 0939&page=1
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