Aminokwasy. Punkt izoelektryczny, formy jonowe.

Treść artykułu

• Formy zjonizowane aminokwasów i jon obojnaczy
• Grupy funkcyjne aminokwasów
• Pobieranie i oddawanie protonów przez grupy funkcyjne aminokwasów
• Zjonizowane formy aminokwasów
• Forma kationowa, anionowa, jon obojnaczy
• Punkt izoelektryczny aminokwasów
• Zachowanie glicyny w roztworze kwasowym, neutralnym i zasadowym
• Formy zjonizowane glicyny w zależności od pH
• Punkt izoelektryczny glicyny
• Proces deprotonacji kwasu asparaginowego w zależności od pH
• Punkt izoelektryczny dla kwasu asparaginowego
• Dlaczego grupa −COOH w pozycji α deprotonuje jako pierwsza?
• Elektroforeza

Formy zjonizowane aminokwasów i jon obojnaczy

Każdy aminokwas posiada co najmniej dwie grupy funkcyjne:

• Grupę aminową (-NH₂), która może działać jako zasada, przyjmując proton w warunkach kwasowych.
• Grupę karboksylową (−COOH), która może oddać proton w warunkach zasadowych.

Te grupy funkcyjne mogą ulegać deprotonacji lub protonacji, co prowadzi do powstania różnych form zjonizowanych aminokwasu. W zależności od pH roztworu, aminokwas może przyjmować formę kationową, anionową lub jonu obojnaczego.

• Kiedy tworzy się  Kation obojnaczy, Anion obojnaczy i Jon obojnaczy ?

Punkt izoelektryczny (izojonowy)

• Punkt izoelektryczny aminokwasu - definicja, wyjaśnie co to jest.

• Aminokwasy neutralne, Aminokwasy kwasowe, Aminokwasy zasadowe, 

Zachowanie glicyny w roztworze kwasowym, neutralnym i zasadowym

Glicyna to najprostszy aminokwas, który zawiera jedną grupę aminową (-NH₂) i jedną grupę karboksylową (−COOH). W zależności od pH środowiska, glicyna przyjmuje różne formy zjonizowane, od formy kationowej w kwasowym środowisku po formę anionową w środowisku zasadowym.

Formy zjonizowane glicyny w zależności od pH

• W środowisku kwasowym (pH < 2)

• W środowisku neutralnym (pH około 7)

• W środowisku zasadowym (pH > 9)

Punkt izoelektryczny glicyny

Punkt izoelektryczny (pI) glicyny to wartość pH, w którym glicyna nie migruje w polu elektrycznym, ponieważ ma zerowy ładunek.

Kwas asparaginowy

Zawiera dwie grupy karboksylowe (−COOH), które mogą deprotonować, oraz grupę aminową (-NH₂). Podczas powolnego dodawania NaOH do roztworu tego kwasu  pH roztworu zmienia się, a kwas asparaginowy przyjmuje różne formy zjonizowane.

Proces deprotonacji kwasu asparaginowego w zależności od pH:

Punkt izoelektryczny znajduje się w okolicach pH 2,77. W tym pH kwas asparaginowy przyjmuje formę jonu obojnaczego, w którym grupy −COO⁻ i −NH₃⁺ są zrównoważone, a suma ładunków dodatnich i ujemnych wynosi zero.

Punkt izoelektryczny kwasu asparaginowego

Punkt izoelektryczny (pI) zależy od wartości K_a dla grup funkcyjnych w cząsteczce.

• Która grupa karboksylowa oddaje proton jako pierwsza i dlaczego?