For de fleste aminosyrer er $ \ mathrm {pI} $ simpelthen det aritmetiske gennemsnit af amino- og carboxyl $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s. For tyrosin og cystein, der har mere end en $ \ mathrm pK_ \ mathrm en $ værdi, gælder denne tommelfingerregel ikke.
Jeg kan se, at for tyrosin er det $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s af carboxyl- og aminogrupperne, der er gennemsnit, men for cystein det ” er dem fra carboxylgruppen og sidekæden.
Jeg har ikke været i stand til at finde en forklaring på, hvorfor dette er tilfældet, eller hvad begrundelsen bag beregningerne er?
Svar
Da $ \ mathrm {pI} $ er $ \ mathrm {pH} $, hvor aminosyren ikke har nogen samlet nettoladning, du skal gennemsnitlig $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -værdier, der er relevante for protonation / deprotonering af formularen uden nettoladning . Her er syre-base-ligevægten for tyrosin:
Formularen uden nettoladning er i rødt (+1 og -1 annulleres for at give intet nettogebyr). Det er $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -værdierne på begge sider af denne form (i blåt), der betyder noget, hvorfor $ \ mathrm {pI} $ af tyrosin er $ 5,66 $ (gennemsnittet på $ 2,20 $ og $ 9,11 $).
Det sker bare så, at $ 2,20 $ er carboxyl $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ og $ 9,11 $ er amino $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $. Hvis sidekæden $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ var lavere end $ 9,11 $, bør du i gennemsnit give carboxyl og sidekæde $ \ mathrm pK_ \ mathrm $ $ i stedet.
Den samme logik gælder for cystein ( slå op i $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -værdier og træk de forskelligt protonerede former ud). Du “ll Find ud af at siden sidekæden har en lavere $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ end aminogruppen, gennemsnit du carboxyl og sidekæden $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ “s.
Denne procedure kan naturligvis udvides til aminosyrer med sure sidekæder (asparaginsyre; glutaminsyre) og dem med basiske sidekæder (lysin; arginin; histidin).