Punkt izoelektryczny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Populacje różnych form glicyny w zależności od pH roztworu. Zielona linia wskazuje punkt izoelektryczny.
GlyH2: H3N+CH2COOH
GlyH: H3N+CH2COO
Gly: H2NCH2COO

Punkt izoelektryczny (pI, pH(I)[1]) – wartość pH, przy której populacja cząsteczek amfolitycznych, tj. posiadających kationowe i anionowe grupy funkcyjne (np. aminokwasy biogenne), zawiera średnio tyle samo ładunków dodatnich co ujemnych, na skutek czego ładunek całkowity całej populacji wynosi zero. Stężenie jonu obojnaczego przyjmuje wtedy maksymalną wartość, a stężenia form anionowej i kationowej mają jednakowe, minimalne stężenie. W przypadku związków słabo rozpuszczalnych występują wtedy też niezdysocjowane cząsteczki.

Sytuacja taka może mieć miejsce w dwóch przypadkach:

  • w roztworze istnieją wyłącznie jony obojnacze (tzw. zwitterjony)
  • w roztworze istnieje taka sama liczba anionów i kationów

W punkcie izolektrycznym cząsteczki mają:

  • najmniejszą rozpuszczalność
  • najmniejszą lepkość
  • najmniejsze ciśnienie osmotyczne

Wartość ta jest oznaczana często w odniesieniu do białek i aminokwasów, metodami polarymetrycznymi, chromatograficznymi (ogniskowanie chromatograficzne, ang. chromatofocusing, CF) i elektroforetycznymi (ogniskowanie izoelektryczne, ang. isoelectrofocusing, IEF). Ponadto istnieje możliwość wyznaczenia wartości teoretycznej dla białek na podstawie równania Hendersona-Hasselbacha.

Dla aminokwasu zawierającego jedną grupę aminową i jedną grupę karboksylową wartość pI można obliczyć w na podstawie wartości pKa1 i pKa2 danej cząsteczki:

pI = ½(pKa1 + pKa2)

W pH poniżej pI białka mają ładunek dodatni, zaś powyżej ich ładunek jest ujemny. Ma to duże znaczenie w czasie rozdziału metodą elektroforezy. pH żelu elektroforetycznego zależy od użytego buforu. Jeżeli pH buforu jest wyższe od pI białka, to będzie ono migrować w kierunku anody (ujemny ładunek – anion, jest przyciągany do niej). Z drugiej strony jeśli pH buforu jest niższe od pI białka będzie ono się poruszać w kierunku ujemnie naładowanej strony żelu (kationy będą wędrować do katody). Białko nie będzie migrować jeśli pH buforu i pI danego białka będą sobie równe.

Przypisy

  1. isoelectric point in electrophoresis (ang.) [w:] A.D. McNaught, A. Wilkinson: IUPAC. Compendium of Chemical Terminology („Gold Book”). Wyd. 2. Oksford: Blackwell Scientific Publications, 1997. Wersja internetowa: M. Nic, J. Jirat, B. Kosata: isoelectric point in electrophoresis (ang.), aktualizowana przez A. Jenkins. doi:10.1351/goldbook.I03275

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]