等电点的计算

等电点的计算是生化中为数不多需要掌握的重要计算

 

先介绍等电点是什么

等电点（pI）：在某一pH的溶液中，氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的pH值称为该氨基酸或蛋白质的等电点。

 

什么意思呢？

其实就是氨基酸或蛋白质在某一个pH的溶液中，解离下的基团可互相中和，呈电中性，这个pH值就叫做它的等电点。

 

即 两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变，当两性离子正负电荷数值相等时，溶液的pH值即其等电点。

 

当外界溶液的pH大于两性离子的pl值，两性离子释放质子带负电。

当外界溶液的pH小于两性离子的pI值，两性离子质子化带正电。

当达到等电点时氨基酸在溶液中的溶解度最小。

 

如何知道一个氨基酸或者蛋白质的等电点呢？

 

最严谨的方法就是将一个物质放入pH值极低的环境，逐渐少量添加氢氧化钠，直到溶液正负电荷数值为0。但是对于一些简单的氨基酸或者蛋白质（肽链），我们可以直接计算它的等电点。

 

 

如何计算？

 

题目往往会给我们要计算的物质的官能团种类与个数

 

1.对于一些简单的，只含有一个氨基与一个羧基这两个·官能团的氨基酸来说，计算很简单，就是   pI=(pK1+pK2)/2  (pK为基团的酸度系数)

 

2.对于含有三个及三个以上官能团的氨基酸或蛋白质来说，总的有三个步骤

      1）假设将此氨基酸放入pH值极低的环境，写出此时官能团的变化（所有官能团均处于质子化的状态，即得H）

 

      2）假设pH值逐渐升高，模拟出各基团去质子化的状态（pK越低的基团越容易去质子化，即失H）

 

      3）当电荷总和为0时，将前后变化的基团的pK取个平均值，就是最后的答案。

 

 

举个例子：

 

比如一个氨基酸含有  -NH2：pK 10.2       -NH2：pK 9.6      -COOH：pK 3.4  三个官能团，求其等电点

 

第一步：结果为   -NH3+：pK 10.2       -NH3+：pK 9.6      -COOH：pK 3.4    两个氨基得质子，此时总电荷为+2

第二步：1）第一次失质子  结果为：

　　　　　　　　-NH3+：pK 10.2       -NH3+：pK 9.6      -COO -：pK 3.4   

　　　　　　　　羧基失质子，此时总电荷为+1

              2）第二次失质子  结果为：

　　　　　　　　-NH3+：pK 10.2       -NH2：pK 9.6      -COO -：pK 3.4 

　　　　　　　　一个氨基失质子，此时总电荷为0

              3）第三次失质子  结果为：

　　　　　　　　-NH2：pK 10.2       -NH2：pK 9.6      -COO -：pK 3.4 

　　　　　　　　一个氨基失质子，此时总电荷为-1

 

 

 

 

第三步：即取两个氨基的pK相加除以2，得结果为9.9。此氨基酸的等电点（pl）为9.9。