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表 3-3 氨基酸的解离常数和等电点

氨基酸 $-COOHpK_{2}$ $-NH_{3}pK_{0}$ R 基pK, $pI$
甘氨酸 2.34 9.50 5.97
丙氨酸 2.34 9.69 6.02
缬氨酸 2.32 9.62 5.97
亮氨酸 2.36 9.60 5.98
异亮氨酸 2.36 9.68 6.02
丝氨酸 2.21 9.15 5.68
苏氨酸 2.63 10.43 6.53
天冬氨酸 2.09 9.82 $3.86(\beta COOH)$ 2.97
天冬酰胺 2.02 8.8 5.41
谷氨酸 2.19 9.67 4.25(yCOOH) 3.22
谷氨酰胺 2.17 9.13 5.65
精氨酸 2.17 9.04 12.48(服基) 10.76
赖氨酸 2.18 8.95 $10.53(εNH)$ 9.74
组氨酸 1.82 9.17 6.00(咪唑基) 7.59
半胱氨酸 1.71 10.78 8.33(SH) 5.02
甲硫氨酸 2.28 9.21 5.75
苯丙氨酸 1.83 9.13 5.48
酪氨酸 2.20 9.11 10.07(OH) 5.66
色氨酸 2.38 9.39 5.89
脯氨酸 1.99 10.60 6.30

·除半胱氨酸是30℃测定数值外,其他氨基酸都是25℃测定数值。

(三) 氨基酸的等电点

从甘氨酸的离解公式或离解曲线(图3-9)可以看到,氨基酸的带电状况可与溶液的pH有关,改变pH可以使氨基酸带上正电荷或负电荷,也可以使它处于正负电荷相等即净电荷为零的兼性离子状态。图3-9中曲线A段和曲线B段之间的拐点(pI=5.97)就是甘氨酸的等电点,称为等电点(isoelectric point,缩写为pI)。在等电pH时,氨基酸在电场中既不向正极也不向负极移动,即处于等电兼性离子(极少数为中性分子)状态,少数解离成阳离子和阴离子,但解离成阳离子和阴离子的数目和趋势相等。

对侧链 R 基不解离的中性氨基酸来说,其等电点是它的 $pK_{a1}$ 和 $pK_{a2}$ 的算术平均值;

pI=12(pKa1+pKa2).pI = \frac{1}{2}(pK_{a1} + pK_{a2}).

这可由氨基酸的解离公式推导出来。将前面所列的 $K_{a1}$ 和 $K_{a2}$ 的等式,

Ks1=[A][H][A]K_{s1}=\frac{[A^{*}][H^{*}]}{[A^{*}]}

Ka2=[A][H+][A]K_{a2} = \frac{[A^-][H^+]}{[A^*]}