CCI2014052824

992

Rozdział 26 Biocząsteczki: aminokwasy, peptydy i białka

z kolei, składa się w przewadze z reszt kwasowych i jej punkt izoelektryczny leży przy niskim pH (p/=l,0). Jak można się domyślić, rozpuszczalność i inne właściwości białek o różnych pi mocno się zmieniają wraz ze zmianami pH środowiska.

Można wykorzystać różnice punktów izoelektrycznych do rozdziału mieszaniny aminokwasów (albo mieszaniny białek) na czyste składniki. W techni:-zwanej elektroforezą roztwór różnych aminokwasów umieszcza się pośrodk_ paska bibuły lub żelu. Ta bibuła lub żel zostają zwilżone wodnym roztworem bc foru o danym pH i do końców paska przyłącza się elektrody. Gdy przyłoży się ni-pięcie, cząsteczki aminokwasów o ładunku ujemnym (te, które utraciły proton gdyż pH buforu jest wyższe od ich punktu izoelektrycznego) powoli migrują w kierunku elektrody dodatniej. Jednocześnie cząsteczki aminokwasów o ładunkach dodatnich (te, które zostały sprotonowane, gdyż pH buforu jest niższe od ich punktu izoelektrycznego) migrują w kierunku elektrody ujemnej.

Różne aminokwasy migrują z różną prędkością, zależnie od ich punktu izoelektrycznego i od pH roztworu buforowego. Różne aminokwasy mogą być zatem rozdzielone tą drogą. Rysunek 26.1 ilustruje ten rozdział w przypadku mieszaniny lizyny (zasadowa), glicyny (obojętna) i kwasu asparaginowego (kwasowy).

, pasek bibuły o pH = 5,97

	0		0	0
	+ II /i_ HoNCHCO"		+ II H3NCH2CO"	+ II HoNCHCO^-' 1	-
-		+			7	+
	^ (CH2)4NH3			CH2C02-
	lizyna		glicyna	kwas asparaginowy
	p / = 9,74		p/ = 5,97	p / = 2,77

Rys. 26.1 Rozdział mieszaniny aminokwasów za pomocą elektroforezy. Przy pH = 5,97 cząsteczki glicyny są przeważnie obojętne i nie migrują, cząsteczki lizyny są protonowane i migrują w kierunku elektrody ujemnej, a cząsteczki kwasu asparaginowego są zdeprotonowane i migrują ku elektrodzie dodatniej

Gdy znane są dokładne wartości pK_a centrów kwasowych aminokwasu (tab. 26.1), można obliczyć procent formy protonowanej, obojętnej i deprotonowanej przy danym pH.

Dla każdego kwasu HA mamy:

P-Ka = “log

[H₃o⁺][A-]

[HA]

[A“]

= -log[H₃0⁺] - log^

[A~]

[HA]

= pH - log

Przekształcenie równania daje równanie Hendersona-Hasselbalcha:

pH

P Aa + l0g

[A~]

[HA]

lub

log

[A~]

[HA]

pH - płC_a

Zgodnie z równaniem Hendersona-Hasselbalcha, logarytm stężenia sprzężonej zasady [A^-] podzielonego przez stężenie słabego kwasu [HA] równy jest różnicy wartości pH i pK_a kwasu. Znając zatem pH roztworu oraz pK_a kwasu, możemy obliczyć stosunek [A^-] do [HA] w roztworze. Ponadto, gdy pH = pK_a, obie formy, A^- i HA, są obecne w równych stężeniach.