För de flesta aminosyror är $ \ mathrm {pI} $ helt enkelt det aritmetiska medelvärdet av amino- och karboxyl $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s. För tyrosin och cystein, som har mer än ett $ \ mathrm pK_ \ mathrm ett $ -värde, gäller inte denna tumregel.
Jag ser att för tyrosin är det $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s av karboxyl- och aminogrupperna som är genomsnittliga, men för cystein det ” är de från karboxylgruppen och sidokedjan.
Jag har inte kunnat hitta en förklaring till varför så är fallet, eller vad resonemanget bakom beräkningarna är?
Svar
Eftersom $ \ mathrm {pI} $ är $ \ mathrm {pH} $ där aminosyran inte har någon total nettoladdning, du måste genomsnittliga $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -värden som är relevanta för protonering / deprotonering av formuläret utan nettoladdning . Här är syra-basjämvikten för tyrosin:
Formuläret utan nettoladdning är i rött (+1 och -1 avbryts utan att ge någon nettoladdning). Det är $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -värdena på vardera sidan av denna form (i blått) som spelar roll, varför $ \ mathrm {pI} $ av tyrosin är $ 5,66 $ (i genomsnitt $ 2,20 $ och $ 9,11 $).
Det händer precis så att $ 2,20 $ är karboxyl $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ och $ 9,11 $ är amino $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $. Om sidokedjan $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ var lägre än $ 9,11 $, bör du i genomsnitt göra karboxyl och sidokedja $ \ mathrm pK_ \ mathrm $ istället.
Samma logik gäller cystein ( leta upp $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -värden och rita ut de olika protonerade formerna). Du ”ll upptäcker att eftersom sidokedjan har lägre $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ än aminogruppen, så genomsnittar du karboxylen och sidokedjan $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ ”s.
Denna procedur kan givetvis utvidgas till aminosyrorna med sura sidokedjor (asparaginsyra; glutaminsyra) och de med basiska sidokedjor (lysin; arginin; histidin).