Аминокислоты и их свойства
Рис. 4. Кислотно-основное равновесие в растворе б_аминокислот
В свою очередь, неионизованная карбоксильная группа (-I-эффект) должна понижать основность аминогруппы, а ионизованный карбоксил за счет сильного +I-эффекта будет усиливать основные свойства NH2-группы.
В сильно кислой среде ?-аминокислоты существуют в виде двухосновной кислоты (катион на Рис. 4). В сильно щелочной среде будет преобладать анион. В нейтральных средах могут присутствовать две незаряженные формы -- нейтральная и биполярная (последнюю часто называют цвиттер-ионом). Соотношение нейтральной и биполярной форм определяется относительной силой двух кислотных группировок катиона (-COOH и _NH3+). Чем больше кислотность карбоксильной группы по сравнению с аммонийной (или чем основнее аминогруппа по сравнению с карбоксилат-анионом), тем сильнее равновесие сдвинуто в сторону цвиттер-иона.
Б-Аминокислоты в нейтральных средах существуют практически полностью в виде цвиттер-иона.
Характеристическое значение рH, при котором концентрация цвиттер-иона максимальна называют изоэлектрической точкой (pI).. Поскольку в целом молекула цвиттер-иона электронейтральна, электропроводность раствора в такой точке будет минимальной, а молекула аминокислоты не будет смещаться в электрическом поле.
При отсутствии ионизирующихся групп в боковом радикале изоэлектрическая точка лежит при pH, численно равном среднему арифметическому двух величин pKэфф.
В Табл. 1 приведены величины pKэфф и pI некоторых аминокислот.
Табл. 1. Экспериментально измеренные pK и изоэлектрические точки б-аминокислот
Аминокислота |
pKэфф |
pI |
|||
COOH |
б -NH2 |
Боковая группа |
|||
Aланин |
2,3 |
9,9 |
- |
6,0 |
|
Аргинин |
1,8 |
9,0 |
12,5 |
11,2 |
|
Аспарагин |
2,0 |
8,8 |
- |
5,4 |
|
Аспарагиновая кислота |
2,0 |
10,0 |
3,9 |
2,8 |
|
Валин |
2,3 |
9,6 |
- |
6,0 |
|
Гистидин |
1,8 |
9,2 |
6,0 |
7,5 |
|
Глицин |
2,4 |
9,8 |
- |
6,0 |
|
Глутамин |
2,2 |
9,1 |
- |
5,7 |
|
Глутаминовая кислота |
2,2 |
9,7 |
4,3 |
3,2 |
|
Изолейцин |
2,4 |
9,7 |
- |
6,0 |
|
Лейцин |
2,4 |
9,6 |
- |
6,0 |
|
Лизин |
2,2 |
9,2 |
10,8 |
9,6 |
|
Метионин |
2,3 |
9,2 |
- |
5,7 |
|
Пролин |
2,0 |
10,6 |
- |
6,3 |
|
Серин |
2,1 |
9,2 |
- |
5,7 |
|
Тирозин |
2,2 |
9,1 |
10,9 |
5,7 |
|
Треонин |
2,6 |
10,4 |
- |
5,6 |
|
Триптофан |
2,4 |
9,4 |
- |
5,9 |
|
Фенилаланин |
1,8 |
9,1 |
- |
5,5 |
|
Цистеин |
1,8 |
10,8 |
8,3 |
5,1 |
Практически важно, что в изоэлектрической точке аминокислоты обладают наименьшей растворимостью.