14.3 Aminohappojen isoelektrinen piste
Happamassa liuoksessa aminohappo on protonoitunut ja esiintyy kationina; emäksisessä liuoksessa vastaavasti anionina. Näiden muotojen välillä on olemassa pH-arvo, jossa aminohappo esiintyy kahtaisionisena molekyylinä. Tätä pH-arvoa sanotaan isoelektriseksi pisteeksi pI, joka voidaan laskea pKa -arvojen keskiarvona: pI = (pKa1+ pKa2)/2. Aminohapoilla, joissa on neutraali sivuketju, isoelektrinen piste on pH-välillä 5,0-6,5. Esimerkiksi alaniini pI = 6.11, jossa pH:ssa se on täydellisesti kahtaisionimuodossa.
Tässä pH:ssa liuos on ulospäin sähköisesti neutraali. Käytännössä aminohapot esiintyvät kahtaisionimuodossa pKa-arvojen pH-välillä eli esim. alaniinin aminoryhmä on ionimuodossa kun pH < 9,9 (=pKa2) ja vastaavasti karboksyyliryhmä on anionimuodossa kun pH > 2,3 (=pKa1).
Happamien aminohappojen, asparagiini- ja glutamiinihapon, isoelektriset pisteet ovat 2.98 ja 3.08, johtuen sivuketjun karboksyyliryhmistä. Emäksisillä aminohapoilla isoelektrinen piste on yli 7, johtuen sivuketjun aminoryhmästä.
Alla olevassa kuvaajassa on esitetty protonoituneen aminohapon titraus emäksellä.
Aminohappojen erilaisia isoelektrisiä pisteitä voidaan käyttää hyväksi niiden erottamisessa ja tunnistamisessa. Tekniikkaa sanotaan elektroforeesiksi. Siinä aminohapposeos applikoidaan paperi- tai geelilevylle, joka on kostutettu tietyn pH:n omaavalla puskuriliuoksella. Levy asetetaan sähkökenttään, jolloin aminohapot liikkuvat varauksensa mukaisesti joko positiivista tai negatiivista elektrodia kohden tietyn matkan tietyssä ajassa.
Tehtävä 1. Piirrä glysiinin rakenteet pH:ssa 3.0, pH:ssa 6.0 ja pH:ssa 9.0.
Tehtävä 2. Ennusta mihin suuntaan (positiivista vai negatiivista elektrodia kohden) valiini, glutamiinihappo ja histidiini kulkevat elektroforeesilevyllä pH:ssa 7.6?
| Sisällysluettelo |