For de fleste aminosyrer er $ \ mathrm {pI} $ bare det aritmetiske gjennomsnittet av amino og karboksyl $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s. For tyrosin og cystein, som har mer enn en $ \ mathrm pK_ \ mathrm en $ -verdi, gjelder ikke denne tommelfingerregelen.
Jeg ser at for tyrosin er det $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s av karboksyl- og aminogruppene som er gjennomsnitt, men for cystein det » er de fra karboksylgruppen og sidekjeden.
Jeg har ikke klart å finne en forklaring på hvorfor dette er tilfelle, eller hva som er begrunnelsen bak beregningene?
Svar
Siden $ \ mathrm {pI} $ er $ \ mathrm {pH} $ der aminosyren ikke har noen samlet nettolading, du må gjennomsnittlig $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ verdiene som er relevante for protonering / deprotonering av skjemaet uten nettolading . Her er syre-base-likevekten for tyrosin:
Skjemaet uten nettolading er i rødt (+1 og -1 avbrytes for å ikke gi netto kostnad). Det er $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -verdiene på hver side av dette skjemaet (i blått) som betyr noe, og derfor er $ \ mathrm {pI} $ av tyrosin $ 5,66 $ (gjennomsnittet av $ 2,20 $ og $ 9,11 $).
Det skjer slik at $ 2,20 $ er karboksyl $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ og $ 9,11 $ er amino $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $. Hvis sidekjeden $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ var lavere enn $ 9,11 $, bør du i gjennomsnitt beregne karboksyl- og sidekjeden $ \ mathrm pK_ \ mathrm $ $.
Den samme logikken gjelder cystein ( slå opp $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -verdiene og trekk ut de forskjellige protonerte skjemaene). Du «ll finn ut at siden sidekjeden har en lavere $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ enn aminogruppen, så gjennomsnitt du karboksylen og sidekjeden $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ «s.
Denne prosedyren kan selvfølgelig utvides til aminosyrene med sure sidekjeder (asparaginsyre; glutaminsyre) og de med basiske sidekjeder (lysin; arginin; histidin).