肽的等电点计算方法
Vol . 24 No . 3 第 24 卷 第 3 期曲 阜 师 范 大 学 学 报
Journal of Quf u Normal U niversit y J uly 1998 1998 年 7 月
Ξ
肽的等电点计算方法
宫霞
( ) 作者 :女 ,31 岁 ,讲师 ;曲阜师范大学生物系 ,273165 ,山东省曲阜市
摘 要 肽是两性电解质 ,肽的等电点和氨基酸一样可根据它各自解离基团的 p K 值求得.
() 即肽的等电点 p I为它的两性离子两侧的 p K 的平均值 .
关键词 肽 等电点 解离基团
分类号 Q51413
肽是由氨基酸通过肽键连接而形成的化合物. 根据 Bro nsted 的广义酸碱理论 ,肽和氨基
1 酸一样都是两性电解质 ,具有各自的等电点,而等电点的精确求解是研究氨基酸 、肽或蛋白
质的各种生化性质的基础 ,但目前涉及等电点计算方法比较粗略 ,而且忽视了肽的等电点的计
算方法. 本文主要目的是系统介绍等电点计算方法 ,并
出计算规律.
等电点是指它所带的净电荷为零时溶液的 p H 值 .
1 氨基酸等电点计算方法
()111 中性氨基酸等电点计算 以 Ala 为例
CHCH 33 CH 3 KK 12+ - HN CH COO H HN CH COO 3 2 + - HN CH COO 3
两性离子- +Ala Ala ? Ala
) () ( p I = P K+ P K/ 2 = 2 . 34 + 9 . 69/ 2 = 6 . 02 . 1 2
() 中性氨基酸的等电点的羧基和质子化氨基 p K 的平均值.
() 112 酸性氨基酸等电点计算 以 AsP为例
-COO -- COO COO COO H + CHN H K3K K 123 + + CH N H CH N H CH N H 332 CH 2 CHCHCH 222 COO H--COO COO COO H +- 2 - 两性离子Asp Asp Asp ? Asp
) () (p I = p K+ p K/ 2 = 2 . 09 + 3 . 86/ 2 = 2 . 98 . 1 2
) (酸性氨基酸等电点为两个羧基 p K 的平均值.
) (113 碱性氨基酸等电点计算 以 L ys 为例
-COO -- COO COO COO H CH N H 2KKK 123 + + CH N HCH N H CH N H 332 ( ) CH 2 4 ( ) ( ) ( ) CHCHCH 2 42 42 4+ N H3+ + N HN H N H 332
两性离子2 ++-L ys L ys L ys ? L ys
) () (p I = p K+ p K/ 2 = 8 . 95 + 10 . 53/ 2 = 9 . 74 . 2 3
) (碱性氨基酸等电点为两个质子化氨基 p K 的平均值.
从上面可以看出尽管中性氨基酸 、酸性氨基酸 、碱性氨基酸的等电点计算方法有所不同 ,
() 但可以总结出一条规律 :氨基酸的等电点 p I都是等电态两性离子二侧的 p K 的平均值. 这个
规律对于肽的等电点计算也可以适用 .
2 肽等电点计算方法
首先写出肽的解离方程式 ,然后找出等电态两性离子形式 ,该两性离子两侧的二个 p K 的
平均值就是肽的等电点. 下面以谷胱甘肽为例说明肽的等电点计算方法.
( ) (α例 谷胱甘肽 GSH的等电点. 已知 Glu 末端羧基 p K = 2 . 12 ; Gly 的- 羧基 p K = 3 . 53 ;
( ) ) Glu 末端氨基 p K = 8 . 66 ; 巯基 SHp K = 9 . 62.
解 首先明确谷胱甘肽的结构式 HN CH CH CH CO 2 2N H CH CO N H CH 2COO H 2
COO H CH 2
SH
() GSH 的解离情况如下 用简式
示
+ HN GluCysGly COO H 3 KK 12+ HN Glu Cys Gly COO H 3 - OOC SHHOOC SH
+? GSH 两性离子 GSH
KK 34 +--HN Gly COO HN Glu Cys Gly COO Glu Cys 3 2
- - OOC SH OOC SH
-2 -GSH GSH
第 3 期宫霞 :肽的等电点计算方法71
-Glu Cys Gly COO HN 2 - - OOC S
3 -GSH
() () p I = p K+ p K/ 2 = 2 . 12 + 3 . 53/ 2 = 2 . 83 . 1 2
( ) GSH 的等电点为两性离子两侧的平均值.
3 讨论
311 上面所述等电点的计算方法仅适用于单个氨基酸和较短肽链 ,至于多肽和蛋白质由于其
侧链基团较多 ,解离情况复杂 ,不能套用上述计算模式 ,须用生化实验分析测出.312 多肽中的氨基酸残基侧链的解离情况是很复杂的 ,本文采用氨基酸的 p K 值 ,只是一种 近似值 ,也只适宜于很小的肽. 肽的等电点计算要用肽的可解离基团的 p K 值 ,即是肽结构中
2 各侧链基团的相互作用 ,使得多肽的 p K 值等性质不等于原氨基酸性质的加合. 因为肽是氨
αα基酸通过肽键连结而成 ,其自由- 氨基和自由- 羧基的间隔一般比氨基酸中大 ,所以它们之间
αα的静电诱导作用降低 ,因此其 C —末端- 羧基的 p K 值比自由氨基酸中大一些 ;而 N —末端- 氨基的 p K 值比自由氨基酸中的小一些 ; R 基的 p K 值两者之间差别不大.
参考文献
1 沈同 ,王镜岩主编 . 生物化学 . 第二版 . 北京 :高等教育出版社 ,1990
2 陶慰孙等主编. 生物化学和分子生物学习题与计算. 北京 :高等教育出版社 ,1984
3 朱汝王番 ,张楚富主编 . 生物化学 . 武汉 :武汉大学出版社 ,1989
4 [ 美 L UB ER T S TR YER. 生物化学 . 北京 :北京大学出版社 ,1990
THE ISOEL ECTRIC POI NT OF PEPTID E CAL CUL ATES M ETHOD
Gon g X i a
()Depart ment of Biology , Quf u No r mal U niversit y , 273165 , Quf u ,Shando ng
Abstract Pep tide is a kind of zwit terio n elect rolyte . It s isoelect ric point is t he same of t hat of amino acid , w hich can be o btained acco rding to t he p K value of respective dissociatio n gro up . In ot her wo rds , t he isoelect ric point of pep tide is t he average p K value of zwit terio n elect rolyte of it s t wo sides.
Key words pep tide isoelect ric point dissociatio n gro up