Wirtualne laboratorium/Chemia/Biochemia/Aminokwasy i wiązanie peptydowe

Aminokwasy i wiązanie peptydowe

Aminokwas ma grupę zasadową −NH₂ i kwasową −COOH, więc występuje jako jon obojnaczy. W środowisku kwaśnym przyłącza H⁺ i staje się kationem, w zasadowym oddaje H⁺ i staje się anionem. W punkcie izoelektrycznym ładunek wypadkowy = 0. Połączenie dwóch aminokwasów tworzy wiązanie peptydowe. Zmień pH.

Aminokwasy i wiązanie peptydowe
Chemia · Biochemia · Aminokwasy i peptydy (CHE.BIO)
pH roztworu7.0
W środowisku silnie kwaśnym aminokwas występuje jako:
pH
7.0
forma jonowa
jon obojnaczy
ładunek q
-0.00
punkt izoel. pI
5.97
🎯 Wyzwanie: trafuj ładunek
seria: 0

Dam Ci docelowy ładunek wypadkowy — dobierz pH tak, by go uzyskać. W punkcie izoelektrycznym ładunek = 0.

Co się właśnie stało?

Aminokwas ma dwie grupy zdolne do zmiany ładunku: zasadową −NH2-\text{NH}_2 i kwasową −COOH-\text{COOH}. To, którą postać przyjmie cząsteczka, zależy od pH roztworu.

Protonowanie grupy aminowej:

−NH2+H+→−NH3+-\text{NH}_2 + \text{H}^+ \rightarrow -\text{NH}_3^+

W środowisku kwaśnym grupa −NH2-\text{NH}_2 przyłącza H+\text{H}^+, a −COOH-\text{COOH} zostaje nierozdysocjowana → kation (q = +1). W zasadowym −COOH-\text{COOH} oddaje H+\text{H}^+ jako −COO−-\text{COO}^-, a −NH3+-\text{NH}_3^+ traci proton → anion (q = −1).

Jon obojnaczy (amfijon):

To postać jednocześnie kationowa i anionowa: −NH3+-\text{NH}_3^+ oraz −COO−-\text{COO}^-. Ładunki znoszą się, więc ładunek wypadkowy = 0. Dominuje w szerokim zakresie pH między obiema grupami.

Punkt izoelektryczny (pI):

To pH, przy którym ładunek wypadkowy cząsteczki wynosi zero. Dla naszego aminokwasu pI=12(pKa1+pKa2)=5,97\text{pI} = \tfrac{1}{2}(\text{p}K_{a1} + \text{p}K_{a2}) = 5{,}97. W tym punkcie cząsteczka jest jonem obojnaczym i nie wędruje w polu elektrycznym.

Wiązanie peptydowe — kondensacja:

−COOH+H2N−→−CO ⁣− ⁣NH−+H2O-\text{COOH} + \text{H}_2\text{N}- \rightarrow -\text{CO}\!-\!\text{NH}- + \text{H}_2\text{O}

Grupa −COOH-\text{COOH} jednego aminokwasu łączy się z −NH2-\text{NH}_2 drugiego, odłączając cząsteczkę wody. Powstaje wiązanie peptydowe −CO ⁣− ⁣NH−-\text{CO}\!-\!\text{NH}- — tak buduje się łańcuch białka.

Po co Ci to na maturze:

Zadania o aminokwasach pytają wprost o formę jonową przy danym pH i o kierunek wędrówki w elektroforezie. Chwyt: porównaj pH z pI — poniżej pI kation (+), powyżej anion (−), w pI jon obojnaczy (0).

Zapamiętaj: kwaśne pH → kation, zasadowe → anion, w punkcie izoelektrycznym → jon obojnaczy o ładunku wypadkowym 0. Wiązanie peptydowe powstaje przez odłączenie wody (kondensację).

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Jon obojnaczy

Aminokwas ma grupę kwasową −COOH\mathrm{-COOH} i zasadową −NH2\mathrm{-NH_2}, więc w roztworze występuje jako jon obojnaczy: −COO−\mathrm{-COO^-} i −NH3+\mathrm{-NH_3^+} naraz. Ładunek wypadkowy zależy od pH.

Wpływ pH

  • środowisko kwaśne (niskie pH): grupa −COO−\mathrm{-COO^-} przyłącza H+\mathrm{H^+} → przeważa kation
  • punkt izoelektryczny (pH = pI): ładunek wypadkowy = 0, dominuje jon obojnaczy
  • środowisko zasadowe (wysokie pH): grupa −NH3+\mathrm{-NH_3^+} oddaje H+\mathrm{H^+} → przeważa anion

Dla prostego aminokwasu punkt izoelektryczny to średnia dwóch stałych: pI=12 (pKa1+pKa2)pI = \tfrac{1}{2}\,(pK_{a1} + pK_{a2})

Wiązanie peptydowe

Powstaje przez kondensację −COOH\mathrm{-COOH} jednego aminokwasu z −NH2\mathrm{-NH_2} drugiego, z odłączeniem wody — wiązanie −CO−NH−\mathrm{-CO{-}NH-}.

Oznaczenia: pIpI — punkt izoelektryczny, pKa1pK_{a1} — dla grupy −COOH\mathrm{-COOH}, pKa2pK_{a2} — dla grupy −NH3+\mathrm{-NH_3^+}.

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Co to jon obojnaczy?

Cząsteczka mająca jednocześnie ładunek dodatni (−NH₃⁺) i ujemny (−COO⁻), o wypadkowym ładunku zależnym od pH.

›

Co to punkt izoelektryczny?

Wartość pH, przy której ładunek wypadkowy aminokwasu wynosi zero (dominuje jon obojnaczy).

›

Jak powstaje wiązanie peptydowe?

Przez kondensację grupy −COOH jednego aminokwasu z grupą −NH₂ drugiego, z odłączeniem cząsteczki wody (−CO−NH−).