氨基酸的酸碱性质

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,氨基酸的酸碱性质,（一）,AA,的兼性离子形式,-. AA,熔点很高，,200,摄氏度以上。,-. AA,能使水的介电常数增高,乙醇、丙酮却使水的介电常数降低。,解释：,AA,在晶体或水中以兼性离子的形式存在,作用力：强大异性电荷之间的静电吸引,（二）,AA,的两性解离,酸碱质子理论 酸碱可互相转化,1,AA,在水中：既起酸（质子供体）的作用。有起碱（质子受体）的作用,2,AA,完全质子化时，可看成是多元酸，侧链不解离的中性,AA,可看作二元酸，酸性,AA,和碱性,AA,可看成三元酸,HA A,-,+ H,+,pH=pK,a,/,+LogA-,HA,（,1,）,pK,a,/,就是,HA50%,解离（,碱, = ,酸,）时溶液,的,pH,值，,K,a,/,就是此时溶液的,H,+,（,2,）当,HA50%,解离时，溶液的,pH,值等于,pK,a,/,（,3,）,pH =,pK,a,/,时，,碱, = ,酸,（,50%,解离）,pH ,pK,a,/,时，,碱, ,酸,（,50%,解离）,pH ,碱,（,50%,解离,）,K,a,/,K,a,/,=H+A-/HA,Handerson-Hasselbalch,公式：,给,pK,1,和,pK,2,等数据，可算出在任一,pH,条件下,一种氨基酸的各种离子的比例。,pH =,pK,a,+ log A- / HA,氨基酸的两性解离和酸碱滴定曲线,-,羧基,pK,1,在,2.0,左右，当,pH3.5,，,-,羧基以,-COO,-,形式存在。,-,氨基,pK,2,在,9.4,左右，当,pH8.0,时，,-,氨基以,-NH,+,3,形式存在。,在,pH3.5-8.0,时，带有相反电荷。,在,pH2.34,和,pH9.60,处，,Gly,具有缓冲能力。,起点：,100% Gly,+,净电荷：,+1,第一拐点：,50%Gly,+,，,50%Gly,平均净电荷：,+0.5,pH=pK+lgGly,/Gly,+, = pK,1,= 2.34,第二拐点：,100%Gly,净电荷：,0,等电,点,pI,第三拐点：,50%Gly,，,50%Gly,-,平均净电荷：,-0.5,pH=pK,2,+lgGly,-,/Gly,=pK,2,=9.6,终点：,100% Gly,-,净电荷：,-1,AA,的带电状况与溶液的,pH,值有关。改变,pH,可以使,AA,带上正电荷或负电荷，亦可使它处于正负电荷数相等即净电荷为零的兼性离子状况。,pI,(,Isoelectric,point,),：,在一定,pH,环境下，氨基酸游离成阴、阳离子的程度及趋势相等或不游离,(,氨基酸不带电荷或所带电荷数相等,),而成为兼性离子,(,Zwitterion,),，,在电场中既不向阳极也不向阴极迁移时的,pH,值。,1.,氨基酸的离解性质,氨基酸在结晶形态或在水溶液中，不以游离的羧基或氨基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨基是以质子化,(-NH,3,+,),形式存在，羧基是以离解状态,(-COO,-,),存在。,在不同的,pH,条件下，两性离子的状态也随之发生变化。,pH 1 7 10,净电荷,+1 0 -1,正离子 两性离子 负离子,等电点,p,I,氨基酸的两性解离性质及等电点,（,pI,）,pH =,pI,净电荷,=0,pH,pI,净电荷为负,CH,R,COOH,NH,3,+,CH,R,COO,NH,2,CH,R,COO,NH,3,+,+,H,+,+,OH,-,+,H,+,+,OH,-,(,pK,1,),(,pK,2,),当氨基酸溶液在某一定,pH,值时，使某特定氨基酸分子上所带正负电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，此时溶液的,pH,值即为该氨基酸的等电点,(,isoelctric,point),。,对侧链,R,基不解离的中性,AA,而言，其等电点是它的（ ）和（ ）的算术平均值, 等电,pH,值与离子浓度无关，只决定于兼性离子（,R0,）,两侧的,pK,值。,甘氨酸滴定曲线,甘氨酸盐酸盐（,A,+,）,等电点甘氨酸（,A,）,甘氨酸钠（,A,-,）,一氨基一羧基,AA,的等电点计算：,pI,=,2,pK,1,+pK,2,谷氨酸（,A,）,和赖氨酸（,B,）,滴定曲线和等电点计算,一氨基二羧基,AA,的等电点计算：,pI,=,2,pK,1,+pK,2,二氨基一羧基,AA,的等电点计算：,pI,=,2,pK,2,+pK,3,B,A,pK,1,pK,2,pI,pI,pK,3,pK,3,pK,2,pK,1,加入的,OH,-,mL,数,加入的,OH,-,mL,数,pH,pH,对有三个可解离基团的,AA,，如,Asp,、,Lys,，,只需写出其解离公式，取兼性离子两边的,pK,值的平均值，则得其,pI,值。,pIAsp,=1/2 (,pK,+,pKR,)=1/2 (2.09+3.86) =2.98,pILys,=1/2,（,pK2+pKR,）,=1/2 (8.95+10.53) =9.74,在等电点以上任何,pH,，,AA,带负电，在等电点以下任何,pH,，,AA,带正电。,等电点,(,isoelectric,point,pI,）,aa,may have negative, positive or zero net charge.The net charge of an,aa,is affected by the pH of solution. At its,pI, it bears no net charge.,pH ,pI,negative charge pH,pI,时，,aa,带负电荷，,-COOH,解离成,-COO,-,，,向正极移动。,pH =,pI,时，,aa,净电荷为零,pH ,pI,时，,aa,带正电荷，,-NH,2,解离成,-NH,3,+,，,向负极移动。,一种氨基酸的可解离基团可以带电或中性状态存在，这取决于它的,pK,值和溶液的,pH,。（,a,）,组氨酸有,3,种可解离基团，写出相应于每个,pK,值的,3,种解离状态的平衡方程式。每种解离状态下的组氨酸分子的净电荷是多少？（,b,）在,pH1,、,4,、,8,和,12,时，组氨酸的净电荷分别是多少？将每一,pH,下的组氨酸置于电场中，它们将向阴极还是阳极迁移？,pH,结构,净,电荷,迁移方向,1,1,+2,-,4,2,+1,-,8,3,0,不,迁移,12,4,-1,+,