Dla większości aminokwasów $ \ mathrm {pI} $ to po prostu średnia arytmetyczna grupy aminowej i karboksylowej $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s. Jednak w przypadku tyrozyny i cysteiny, które mają więcej niż jedną wartość $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ , ta praktyczna zasada nie ma zastosowania.
Widzę, że dla tyrozyny jest to uśredniona $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s grup karboksylowych i aminowych, ale dla cysteiny to ” dotyczy grupy karboksylowej i łańcucha bocznego.
Nie byłem w stanie znaleźć wyjaśnienia, dlaczego tak jest lub jakie jest uzasadnienie tych obliczeń?
Odpowiedź
Ponieważ $ \ mathrm {pI} $ to $ \ mathrm {pH} $, przy którym aminokwas nie ma całkowitego ładunku netto, musisz uśrednić wartości $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ związane z protonacją / deprotonowaniem postaci bez obciążenia netto . Oto równowaga kwasowo-zasadowa tyrozyny:
Formularz bez opłaty netto jest zaznaczony na czerwono (+1 i -1 anulują, aby nie podawać opłaty netto). Liczy się wartość $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ po obu stronach tego formularza (na niebiesko), stąd $ \ mathrm {pI} $ tyrozyny wynosi 5,66 $ (średnio 2,20 $ i 9,11 $).
Tak się składa, że 2,20 $ to karboksyl $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $, a 9,11 $ to amino $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $. Jeśli łańcuch boczny $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ był niższy niż 9,11 $, to zamiast tego powinieneś uśrednić karboksyl i łańcuch boczny $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ „s.
Ta sama logika odnosi się do cysteiny ( wyszukuje wartości $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ i rysuje różne protonowane formy). stwierdzisz, że ponieważ łańcuch boczny ma niższą $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ niż grupa aminowa, uśredniasz karboksyl i łańcuch boczny $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ „s.
Ta procedura można oczywiście rozszerzyć na aminokwasy z kwasowymi łańcuchami bocznymi (kwas asparaginowy; kwas glutaminowy) i te z zasadowymi łańcuchami bocznymi (lizyna; arginina; histydyna).