Für die meisten Aminosäuren ist der $ \ mathrm {pI} $ einfach das arithmetische Mittel des Amino- und Carboxyls $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s. Für Tyrosin und Cystein, die mehr als einen $ \ mathrm pK_ \ mathrm $ -Wert haben, gilt diese Faustregel jedoch nicht.
Ich sehe, dass es für Tyrosin der $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ s der Carboxyl- und Aminogruppen ist, die gemittelt werden, aber für Cystein ist es “ s die der Carboxylgruppe und der Seitenkette.
Ich konnte keine Erklärung dafür finden, warum dies der Fall ist oder was die Gründe für die Berechnungen sind?
Antwort
Da $ \ mathrm {pI} $ das $ \ mathrm {pH} $ ist, bei dem die Aminosäure keine Gesamtnettoladung hat, Sie müssen die $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -Werte mitteln, die für die Protonierung / Deprotonierung der Form ohne Nettoladung . Hier sind die Säure-Base-Gleichgewichte für Tyrosin:
Das Formular ohne Nettoladung ist rot (+1 und -1 werden abgebrochen, um keine Nettoladung zu erhalten). Es sind die $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -Werte auf beiden Seiten dieser Form (in blau) von Bedeutung, daher beträgt der $ \ mathrm {pI} $ von Tyrosin $ 5,66 $ (der Durchschnitt von $ 2,20 $ und $ 9,11 $).
Es kommt einfach so vor, dass $ 2.20 $ das Carboxyl $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ und $ 9.11 $ das Amino $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ ist. Wenn die Seitenkette $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ niedriger als $ 9,11 $ war, sollten Sie stattdessen die Carboxyl- und Seitenkette $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ „s mitteln.
Die gleiche Logik gilt für Cystein ( sucht die $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ -Werte und zeichnet die unterschiedlich protonierten Formen heraus) Da die Seitenkette ein niedrigeres $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ als die Aminogruppe hat, mitteln Sie das Carboxyl und die Seitenkette $ \ mathrm pK_ \ mathrm a $ „s.
Dieses Verfahren kann natürlich auf die Aminosäuren mit sauren Seitenketten (Asparaginsäure; Glutaminsäure) und diejenigen mit basischen Seitenketten (Lysin; Arginin; Histidin) ausgedehnt werden.