Главная Математика, химия, физика
Биоорганическая химия
|
|
||||||
Ионные формы аминокислот в растворе.Преимущественная ионная форма аминокислоты в растворе зависит от pH раствора и природы аминокислоты. Например, гистидин в сильнокислом растворе (pH 0) находится в виде двузарядного катиона, который имеет три разных по силе кислотных центра (ем. табл. 14.2). При повышении pH до 1,8 (значение рКа дикатионной формы - piCrtl) половина катионной формы с зарядом +2 превращается в монозарядный катион за счет отщепления протона от карбоксильной группы гистидина, что можно определить по уравнению Гсндерсона — Гасссльбаха:
где [соль] — концентрация соли; [кислота] — концентрация кислоты. Если кислота нейтрализована наполовину, то
При повышении pH от 1,8 до 6,0 преимущественной формой в растворе является монозарядный катион. При pH 6,0 (значение рКа монокатионной формы — рКа2) за счет отщепления протона от имидазольного остатка половина монозарядных катионов превращается в биполярные ионы. Максимальная концентрация биполярных ионов наблюдается при pH = pi = 7,6 (pi = 0,5(рКа2 + + р7Са3) = 0,5(6,0 + 9,2) = 7,6). Следовательно, биполярные ионы преобладают в растворе при 9,2 < pH > 6,0. Биполярный ион является также потенциальной кислотой и при повышении pH до 9,2 (рКа биполярного иона — р/Са3) половина биполярных ионов превращается в анионную форму. При дальнейшем повышении pH до 14 преимущественной формой в растворе становится анионная форма (рис. 14.4). В зависимости от значений pi аминокислоты классифицируют на нейтральные, кислые и основные. Нейтральные а-аминокислоты не имеют в боковом радикале дополнительных ионогенных групп. Их изоэлектричсская точка находится при pH, близком к нейтральному (несколько меньше 7). Это связано с более сильной ионизацией ![]() Рис. 14.4. Ионные формы гистидина при различных значениях pH раствора ![]() Рис. 14.5. Ионные формы аланина при разных значениях pH раствора карбоксильной группы. Так, для аланина (рис. 14.5) согласно формуле (14.1) и данным табл. 14.2
В крови (pH 7,3-7,5) нейтральные аминокислоты присутствуют преимущественно в виде биполярных ионов. Кислые а-аминокислоты имеют в радикале дополнительную карбоксильную группу. У кислых аминокислот pi < 7, например у глутаминовой кислоты (рис. 14.6; см. табл. 14.2)
В организме при физиологических значениях pH (например, pH крови 7,3-7,5) эти кислоты находятся преимущественно в моноанионной форме, т.е. обе карбоксильные группы у них ионизированы по кислотному типу, аминогруппа — по основному типу. Основные а-аминокислоты имеют в радикале дополнительную аминогруппу (лизин) или пиридиновый атом азота (гистидин, аргинин). Для них изоэлектри- ческая точка находится при pH > 7. Например, у аргинина (рис. 14.7) согласно формуле (14.1) и данным табл. 14.2
![]() Рис. 14.6. Ионные формы глутаминовой кислоты при разных значения pH раствора ![]() Рис. 14.7. Ионные формы аргинина при различных значениях pH раствора В крови человека основные аминокислоты находятся преимущественно в виде мопокатиопов, так как при pH 7,3-7,5 у них ионизированы обе аминогруппы по основному типу, а карбоксильная группа — по кислотному типу Образование хелатов.С ионами тяжелых металлов а-аминокислоты образуют впутрикомплексные соли — хелаты:
Реакция комплексообразования может быть использована как качественная реакция для идентификации аминокислот. Качественные реакции аминокислот.Особенностью химии аминокислот является многочисленность качественных (цветных) реакций, которые необходимы при исследовании их физико-химическими методами (хроматография, электрофорез). Рассмотрим важнейшие реакции, используемые в качественном анализе. Нингидриновая реакция используется для спектрофотометрического определения аминокислот в аминокислотных анализаторах
По нуклеофильному центру аминокислот протекает также реакция Адг со специфическим реагентом фенилизотиоцианатом — реакция Эдмана:
Эта реакция широко используется в тонкослойной хроматографии для установления первичной структуры пептидов и белков. Биуретовая реакция применяется для обнаружения пептидных связей в пептидах и белках. В основе ее лежит способность пептидных связей образовывать с ионами меди хелаты, окрашенные в сине-фиолетовый цвет. Ксантопротеиновая реакция используется для обнаружения а-аминокис- лот, содержащих в радикале ароматический цикл, например тирозина
При действии концентрированной азотной кислоты на раствор белка образуется нитросоединение, окрашенное в желтый цвет. При добавлении к нему щелочи окраска становится оранжевой в связи с ионизацией фенольной гидроксильной группы. Существует ряд качественных реакций на отдельные аминокислоты. Например, цистеин (серосодержащая аминокислота) обнаруживают по реакции с ацетатом свинца при нагревании. В щелочной среде образуется осадок сульфида свинца PbS черного цвета. По реакционным центрам аминокислот протекают многие реакции, характерные для соответствующих монофункциональных соединений. |
<< | СОДЕРЖАНИЕ | ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ | >> |
---|