저는 특정 pH에서 이온화 가능한 측쇄를 가진 아미노산을 받았습니다. 해당 pH에서 하나 이상의 그룹의 혼합 된 양성자 상태가있을 때 해당 아미노산의 순 전하를 어떻게 결정합니까 (예를 들어 측쇄의 pKa는 pH에 정말 가깝습니다)?
아미노산에는 말단 카르복실기와 아미노기가 있습니다. 일부 아미노산에는 이온화 가능한 측쇄가 있습니다. 아미노산의 전하를 결정할 때 각 그룹의 pH와 pKa를 고려해야합니다. 한 그룹 (또는 그 이상)의 pKa가 pH에 충분히 가까우면 아미노의 일부가 산은 해당 그룹에서 탈 양성자 화되고 아미노산의 다른 부분은 용액의 해당 그룹에서 양성자 화됩니다. 따라서 앙상블 전체의 평균 순 전하 (또는 단일 입자의 시간 평균 전하)를 결정할 때 다음을 수행해야합니다. 이것을 고려하십시오.
순 전하의 예상 값 (정수가 아님)을 묻습니다.이 숫자는 아미노산의 이동 속도 (또는 단백질) 겔 전기 영동 또는 이온 교환 크로마토 그래피 매체와의 상호 작용 강도.
예를 들어, pKa와 동일한 pH의 카르 복실 산 / 카르 복실 레이트 그룹은 평균 전하가-1/2이됩니다. 작용기의 절반은 양성자 화되고 (제로 전하) 절반은 depro tonated (마이너스 1 요금).
댓글
- 여기서 순 요금이 무엇을 의미하는지 명확하지 않습니다. 종의 전하와 다른가요?
- @Zhe 아미노산의 순 전하를 의미합니다. 각 측쇄 또는 N / C- 말단의 전하뿐만 아니라 모든 그룹의 합계입니다. 인터넷의 모든 곳에서는 평균 / 반올림 요금 만 찾을 수있었습니다. 소수의 ' 지점까지 1 개 이상의 그룹에 부분 전하가있을 때 특정 pH에서 아미노산 전하가 얼마인지 알아야했습니다.
- 그룹에 부분 요금이 부과되는 이유는 무엇입니까? 전하가 양자화됩니다 …
- @Zhe 아미노산은 말단 카르복실기와 아미노기를 가지고 있습니다. 일부 아미노산에는 이온화 가능한 측쇄가 있습니다. 아미노산의 전하를 결정할 때 각 그룹의 pH와 pKa '를 고려해야합니다. 한 그룹 (또는 그 이상)의 pKa가 pH에 충분히 가까우면 아미노산의 일부가 해당 그룹에서 탈 양성자 화되고 아미노산의 다른 부분은 용액의 해당 그룹에서 양성자 화됩니다. 따라서 평균 순 청구액을 결정할 때이 점을 고려해야합니다.
- 아니요, ' 정확하지 않습니다. 당신이 요구하는 것은 당신이 생각하는 것보다 훨씬 더 복잡합니다. 솔루션에서는 전하가 다를 수있는 다양한 종의 동적 혼합물이 있습니다. 이 종들은 모두 정수 전하를 가지고 있습니다. 예상 요금 (정수가 아님)을 물을 수도 있지만이 숫자가 유용한 물리량과 어떤 관련이 있는지는 완전히 명확하지 않습니다.
Answer
각 이온화 가능 그룹을 설명하는 Henderson-Hasselbalch 관계는 다음과 같습니다.
$$ \ mathrm { pH} = \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} + \ log \ frac {\ ce {[A-]}} {\ ce {[AH]}} $$
비율을 구할 수 있습니다.
$$ 10 ^ {(\ mathrm {pH}-\ mathrm {p} K_ \ mathrm {a})} = \ frac {\ ce {[A-]}} {\ ce {[AH]}} $$
그러나 우리는 실제로 전체에서 양성자의 비율을 원합니다 (비율이 아님). 양성자 화에서 양성자 화됨).
$$ 10 ^ {(\ mathrm {pH}-\ mathrm {p} K_ \ mathrm {a})} = \ frac {[\ mathrm {total}]-\ ce {[AH]}} {\ ce {[AH]}} = \ frac {[\ mathrm {total}]} {\ ce {[AH]}}-1 $ $
양쪽에 하나 추가 : $$ 10 ^ {(\ mathrm {pH}-\ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} )} + 1 = \ frac {[\ mathrm {total}]} {\ ce {[AH]}} $$
상호 가져 오기 : $$ \ frac { \ ce {[AH]}} {[\ mathrm {total}]} = \ frac {1} {10 ^ {(\ mathrm {pH}-\ mathrm {p} K_ \ mathrm {a})} + 1} \ tag {1} $$
이것은 모든 산 / 염기 그룹에 대해 여전히 일반적입니다. 예를 들어 암모니아 / 암모늄의 전하를 계산하는 데 사용할 수 있습니다 ( $ \ ce {NH3 (aq) + H + (aq) < = > NH4 + (aq)} $ ). 매우 염기성 pH에서 전하는 0, 매우 산성 pH, +1이됩니다. 모든 pH에서 평균 전하를 얻으려면 매우 기본적인 pH에서 전하를 취하고 $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a}을 사용하여 방정식 [1]의 결과를 더합니다. $ 암모늄 가치.
모든 아미노산 (또는 $ i $ 이 다른 $ \을 (를) 가진 이온화 가능한 그룹이있는 다른 분자) mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ 값), 매우 기본적인 pH (모든 그룹이 양성자가 제거됨)에서 종을 담당하고 다음을 추가합니다.
$$ \ sum_i \ frac {1} {10 ^ {(\ mathrm {pH}-\ mathrm {p} K_ \ mathrm {a, i})} + 1} \ tag {2} $ $
이온 가능한 그룹 사이에 약간의 혼선이있을 수 있기 때문에 이것은 근사치 일뿐입니다 (즉, 한 그룹이 음전하를 띠게되면 이웃 그룹이 음전하를 띠는 것이 더 “어렵다”) ). 또한 다양 자성 그룹의 경우 더 복잡해 지지만 아미노산의 모든 그룹은 물을 용매로 사용하여 단일 양성자입니다.