Изоэлектрическая точка: простое объяснение

НАРУШЕНИЕ!!!! В случае гистидина нужно брать только среднее значение pK2 и pK3 и НЕ учитывать pK1! Это была моя ошибка! Прошу прощения, что не заметил этого раньше! В сегодняшнем видео мы узнаем, что такое изоэлектрическая точка (pI), а также как её рассчитать! Изоэлектрическая точка (pI) — это pH, при котором молекула, в нашем случае аминокислота, находится в нейтральной форме с нулевым зарядом. Другими словами, при каком pH суммарный заряд нашей аминокислоты равен 0? Чтобы разобраться в этом, давайте сначала разберёмся, почему аминокислоты имеют разные заряды при разных pH. Рассмотрим общую структуру аминокислоты. Обратите внимание на аминогруппу и карбоксильную группу. Аминогруппа NH2 ждёт возможности принять протон или ион H+, делая эту часть аминокислоты положительной. В то же время карбоксильная группа была бы очень рада отдать протон, сделав эту часть отрицательной. Теперь представьте, как выглядит кислая или низкоpH среда по сравнению со щелочной или высокоpH средой. В кислой среде у нас есть множество свободно плавающих протонов, которые только и ждут, чтобы их захватили. С другой стороны, в щелочной среде есть куча свободно плавающих гидроксидов, которые только и ждут, чтобы захватить протон. Другими словами, в зависимости от того, кислая или щелочная среда, в которой находится аминокислота, её заряд будет меняться! Итак, теперь у нас есть элементарное понимание того, почему и как аминокислота меняет свой заряд в зависимости от pH среды. Теперь давайте рассмотрим, как рассчитать её удельную изоэлектрическую точку. Чтобы найти удельную изоэлектрическую точку аминокислоты, нам нужно определить pKa каждой функциональной группы аминокислоты. pKa — это отрицательный десятичный логарифм константы диссоциации кислоты (Ka) раствора. Затем мы просто вычисляем среднее значение pKa всех функциональных групп аминокислоты. Рассмотрим пример: Гистидин имеет три функциональные группы, которые существуют при pKa 1,82, 9,17 и 6,00. Поэтому для расчета изоэлектрической точки гистидина мы берем среднее арифметическое этих чисел, что можно легко сделать, сложив их и разделив на 3. В результате получаем pI = 7,59. В каком же примере изоэлектрическая точка может быть полезна? Эта изоэлектрическая точка используется при изоэлектрическом фокусировании, которое является первым этапом двумерного гель-электрофореза. Двумерный гель-электрофорез позволяет сортировать белки по размеру молекул и... как вы уже догадались, по их изоэлектрической точке. Я также снял целое видео о том, как работает изоэлектрическое фокусирование, которое вы можете посмотреть здесь. Я также включил видео, специально подобранное для вас всемогущим алгоритмом YouTube. До скорой встречи!