氨基酸的酸碱性质.ppt
氨基酸的酸碱性质氨基酸的酸碱性质（一）（一）AA的兼性离子形式的兼性离子形式-.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1AA在水中：既起酸（质子供体）的作用。有起碱（质子受体）的作用2AA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 HAA-+H+pH=pKa/+LogA-HA （1）pKa/就是HA50%解离（碱=酸）时溶液的pH值，Ka/就是此时溶液的H+（2）当HA50%解离时，溶液的pH值等于pKa/（3）pH=pKa/时，碱=酸（50%解离）pHpKa/时，碱酸（50%解离）pH碱（50%解离）Ka/Ka/=H+A-/HAHanderson-Hasselbalch公式：给pK1和pK2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=pKa+logA-/HA氨基酸的两性解离和酸碱滴定曲线氨基酸的两性解离和酸碱滴定曲线-羧基pK1在2.0左右，当pH3.5，-羧基以-COO-形式存在。-氨基pK2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：+0.5pH=pK+lgGly/Gly+=pK1=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：-0.5pH=pK2+lgGly-/Gly=pK2=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 pI(IsoelectricIsoelectric point point)：在一定在一定pH环境下，氨基酸游离环境下，氨基酸游离成阴、阳离子的程度及趋势相等或不游离成阴、阳离子的程度及趋势相等或不游离(氨基酸氨基酸不带电荷或所带电荷数相等不带电荷或所带电荷数相等)而成为兼性离子而成为兼性离子(Zwitterion)，在电场中既不向阳极也不向阴极迁在电场中既不向阳极也不向阴极迁移时的移时的pH值。值。1.1.氨基酸的离解性质氨基酸的离解性质l氨氨基基酸酸在在结结晶晶形形态态或或在在水水溶溶液液中中，不不以以游游离离的的羧羧基基或或氨氨基基形形式式存存在在，而而是是离离解解成成两两性性离离子子。在在两两性性离离子子中中，氨氨基基是是以以质质子子化化(-NH(-NH3 3+)形形式式存存在在，羧羧基基是是以以离离解解状状态态(-(-COOCOO-)存在。存在。l在不同的在不同的pHpH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。条件下，两性离子的状态也随之发生变化。pH1710净电荷+10-1正离子两性离子负离子等电点pI氨基酸的两性解离性质及等电点氨基酸的两性解离性质及等电点（pI）pH=pI 净电荷净电荷=0 pH pI净电荷为负净电荷为负CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+H+OH-+H+OH-(pK1)(pK2)当当氨氨基基酸酸溶溶液液在在某某一一定定pH值值时时，使使某某特特定定氨氨基基酸酸分分子子上上所所带带正正负负电电荷荷相相等等，成成为为两两性性离离子子，在在电电场场中中既既不不向向阳阳极极也也不不向向阴阴极极移移动动，此时溶液的此时溶液的pH值即为该氨基酸的等电点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。甘甘氨氨酸酸滴滴定定曲曲线线甘氨酸盐酸盐（甘氨酸盐酸盐（A+）等电点甘氨酸（等电点甘氨酸（A）甘氨酸钠（甘氨酸钠（A-）一氨基一羧基一氨基一羧基AA的的等电点计算：等电点计算：pI=2pK1+pK2谷氨酸（谷氨酸（谷氨酸（谷氨酸（A A）和赖氨酸（和赖氨酸（和赖氨酸（和赖氨酸（B B）滴定曲线和等电点计算滴定曲线和等电点计算滴定曲线和等电点计算滴定曲线和等电点计算一氨基二羧基一氨基二羧基AA的的等电点计算：等电点计算：pI=2pK1+pK2二氨基一羧基二氨基一羧基AA的的等电点计算：等电点计算：pI=2pK2+pK3BApK1pK2pIpIpK3pK3pK2pK1加入的加入的OH-mL数数加入的加入的OH-mL数数pHpH 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)=2.98pILys=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，-NH2解离成-NH3+，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11+2-42+1-830不迁移124-1+
