מצגת " חומצות אמיניות" ערכה : מרגולין אירנה.

איזה סוג חומר היא חומצה אמינית? H2N-CH-COOH R טמפ‘ היתוך מסה מולרית נוסחה כימית סוג החומר 22- 74 CH3CH2COOH חומצה פרופאנואית מולקולרי 50- 73 CH3CH2CH2CH2NH2 בוטיל אמין 233 68 NaHCO2 נתרן מתאנאט יוני 75 H2NCH2COOH גליצין ? 253

R +NH3 – C – COO- H קצה אמיני קצה קרבוקסילי פחמן אלפא 11 מהן מיוצרות בכבד ואת האחרות מקבלים מהמזון

מיון חומצות אמיניות ע”פ :R 1. חומצות אמיניות בסיסיות (טעונות חיובית בתמיסה מימית ): Lys Arg His 2. חומצות אמיניות חומציות (טעונות שלילית בתמיסה מימית ): Asp Glu Cys Tyr ח' חלשות מאוד 3. חומצות אמיניות קוטביות הידרופיליות (אינן טעונות בתמיסה מימית אך יוצרות קשרי מימן עם המים ): Asn Gln Ser Thr 4. חומצות אמיניות הידרופוביות (יוצרות קשרי ואן דר ואלס): Ile Ala Gly Val Leu Met Cys Pro Phe Tyr Trp מכילות S ארומטיות אימיד

מיון חומצות אמיניות ע”פ הקוטביות של :R 1. חומצות אמיניות הידרופיליות (יוצרות קשרי מימן) Asn Asp Arg Glu Gln His Lys Ser Thr Tyr* Trp* 2. חומצות אמיניות הידרופוביות (יוצרות קשרי ואן דר ואלס) Ala Ile Gly Val Leu Met Pro Phe Cys Tyr* Trp*

RCOOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq)+ RCOO-(aq) [H3O(aq)+ ] [RCOO-(aq)] שווי משקל חומצה - בסיס RCOOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq)+ RCOO-(aq) [H3O(aq)+ ] [RCOO-(aq)] [RCOOH(aq)] Ka = חומצה חזקה יותר - בעלת Ka גדול יותר ומוסרת בקלות יותר את הפרוטון למים. pKa = -log Ka ככל ש- pKa קטן יותר, החומצה חזקה יותר כאשר נמדד בתמיסה pH השווה ל- pKa , אז ריכוז יוני הידרוניום H3O+(aq) בתמיסה יהיה שווה ל- Ka, וגם ריכוז החומצה שלא מסרה פרוטון יהיה שווה לריכוז החומצה שמסרה פרוטון: RCOO -(aq)] = [RCOOH(aq)]] pKa = - log Ka = - log [H3O+(aq) ] =pH

-pka מציין pH בו מחצית הקבוצות מסרו פרוטונים: pka3 מתייחס לקבוצה הצדדית בתוך R של חומצת אמינו. pka תלוי בסוג הקבוצה הפונקציונאלית ובאופי הקבוצה הצדדית של חומצת אמינו. ככל שערכו של pka גבוה יותר חומצה חלשה יותר.

RCOOH(aq) + H2O(l) H3O+(aq)+ RCOO-(aq) כאשר pH= pKa [[RCOOH(aq)] = [RCOO-(aq) ב- pH חומצי ריכוז יוני H3O+ גדול, מועדף התהליך ההפוך, רוב החלקיקים במערכת במצב RCOOH כאשר pH< pKa יש בעיקר RCOOH(aq) ב- pH בסיסי ריכוז יוני H3O+ נמוך, מועדף התהליך הישיר, רוב החלקיקים במערכת במצב RCOO- כאשר pH > pKa יש בעיקר (aq) RCOO-

RNH3+(aq) + H2O(l) H3O+(aq)+ RNH2(aq) כאשר pH= pKa [RNH2(aq)] = [RNH3+ (aq)] ב- pH חומצי ריכוז יוני H3O+ גדול, מועדף התהליך ההפוך, רוב החלקיקים במערכת במצב RNH3+(aq) כאשר pH< pKa יש בעיקר RNH3+(aq) ב- pH בסיסי ריכוז יוני H3O+ נמוך, מועדף התהליך הישיר, רוב החלקיקים במערכת במצב RNH2(aq) כאשר pH> pKa יש בעיקר RNH2(aq)

גליצין – תהליכי חומצה בסיס איזו קבוצה תגיב? +NH3- CH2 -COOH החומצה החזקה יותר H3O+(aq) OH- (aq) +NH3-CH2-COO- איך נדע איזו חומצה חזקה יותר? H3O+(aq) OH-(aq) NH2 - CH2 -COO- לפי ערכי ה- pKa

המטען של חומצות אמיניות: הקבוצות החומציות והבסיסיות הקשורות לפחמן α או הקבוצה הצדדית עשויות לשאת מטען חשמלי בתמיסה מימית, בהתאם ל- pH של התמיסה. המטען הנטו של החומצה האמינית הינו סכום התרומות של הקבוצות השונות.

השתנות המטען של החומצה האמינית עם ה- pH נמוך מ- pI שווה ל- pI גבוה מ- pI המטען חיובי אפס שלילי

מטען של חומצות אמינו כתלות בpH- הקבוצה נמוך מ-pka שוו ל-pka גבוה מ-pka -COOH -0.5 -1 -NH3+ +1 +0.5

מטען של גליצין כתלות ב-pH מטען -קרבוקסיל מטען -אמין מטעןנטו +NH3-CH2-COO- +NH3- CH2 -COOH NH2 - CH2 -COO- 2.34= pKa 9.6= pKa 9.6= pKa [RNH2] = [RNH3+] 2.34= pKa [RCOOH(aq)]= [RCOO-] כאשר pH< pKa יש בעיקר RCOOH(aq) ו- RNH3+( aq) כאשר pH> pKa יש בעיקר RCOO-(aq) ו- RNH2 ( aq)

חישוב המטען נטו של גליצין pka1=2.34 pka2=9.6 מטען נטו מטען ממוצע -COOH שינוי ה- pH -NH3+ 0 1 + 1+ pH<2.34 pH=2.34 2.34<pH<9.6 pH=9.6 pH>9.6 0.5- 1+ 0.5 + 1- 1+ 0 1- 0.5+ 0.5 - 1- ב- pH 5.97 יהיה מספר מרבי של מטענים על חומצת אמינו בעלת R ניטרלי.

חישוב מטען של חומצה אספארטית pH מטען ממוצע מטען נטו α COOH ( 2.1) R COOH (3.86) α NH3+ (9.82) pH<2.1 1+ pH=2.1 0.5- 0.5+ 2.1<pH<3.86 1- pH=3.86 3.86<pH<9.82 pH=9.82 1.5- pH>9.82 2- ב- pH 6.84 יהיה מספר מרבי של המטענים על ח.אספארטית.

חישוב מטען נטו של ליזין pH מטען ממוצע α COOH α NH3+ R NH3+ מטען נטו Pka1=2.1 Pka2=8.95 Pka3=10.53 +NH3-CH-COOH NH3+ pH מטען ממוצע α COOH α NH3+ R NH3+ מטען נטו pH<2.1 +1 +2 pH=2.1 -0.5 +1.5 2.1<pH<8.95 -1 pH=8.95 +0.5 8.95<pH<10.53 pH=10.53 pH>10.53 ב- 5.56 יש מספר מרבי של מטענים על הליזין.

הנקודה האיזואלקארית - pI הנקודה האיזואלקארית מוגדרת כ- pH של תמיסה בו המטען הנטו של כל הקבוצות בחומצה אמינית שווה לאפס. זהו אמצע “הדרך” בין ה-pH בו המטען נטו הוא +½ לבין ה-pH בו המטען נטו הוא -½ עבור חומצות אמיניות בעלות קבוצה צדדית קוטבית או הידרופובית: pI=1/2 ( pKa1 +pKa2) ערכו נע בין 5 ל-6. עבור חומצות אמיניות בעלות קבוצה צדדית חומצית: pI=1/2 ( pKa1 +pKa3) ערכו נע בין 2.95- 3.1 עבור חומצות אמיניות בעלות קבוצה צדדית בסיסית: pI=1/2 ( pKa2 +pKa3) ערכו נע בין 9.75 – 10.75 ל- His 7.75 =pI.

הנקודה האיזואלקטרית pI התלות של המטען ב-pH מנוצל לזיהוי והפרדת ח' אמינו ע"י אלקטרופורזה . (על פי קצב נדידה בשדה חשמלי) וע"י שקיעת החלבון. בצעו אלקטרופורזה של Gly בשלושה pH שונים:5.97, 3,10. כיצד יראו תוצאות אלקטרופורזה בכל אחד מה-pH השונים, נמק. + - pH=3 pH=10 pH=5.97 + -

הנקודה האיזואלקטרית pI של גליצין 2 pI גליצין = 5.97 2.34 + 9.6

אלקטרופורזה. שיטה להפרדה בין מולקולות נושאות מטען, על ידי נדידתן בשדה חשמלי ב- pH נתון. הפרדה תלויה בסוג המטען ובגודלו: סוג המטען קובע את כיוון הנדידה: לקתודה או לאנודה. גודל המטען קובע את מרחק הנדידה.

Asp-Phe-Arg-Asn-Glu-Ala חישוב מטען נטו של פפטיד 1. קביעת קבוצות שנושאת מטען קצה אמיני Asp-Phe-Arg-Asn-Glu-Ala קצה קרבוקסילי R אמיני קרבוקסילי 2. רשום -pKa של כל קבוצה מניחים ש: א. ה-pKa של הקבוצה הפעילה (הנושאת מטען) בשרשרת הצדדית שווה ל-pKa של אותה קבוצה בחומצה האמינית הבודדת. ב. ה- pKa של קבוצת -COOH בקצה C בערך 3.6 ה- pKa של קבוצת NH3 בקצה N בערך 8 3.9 12.5 4.25 Asp - Phe - Arg - Asn - Glu -Ala 8 3.5 3. קביעת המטען-נטו לכל קבוצה שנושאת מטען תוך התייחסות ל-pH ול-pKa של כל קבוצה 4. סכום מטען נטו של כל הקבוצות הנושאות מטען שמרכיבות את הפפטיד

Asp - Phe - Arg - Asn - Glu -Ala 8 3.5 pH 3.9 12.5 4.25 Asp - Phe - Arg - Asn - Glu -Ala 8 3.5 pH -קרבוקסיל R-קרבוקסיל R -אמין  -אמין מטען נטו קטן מ- 3.5 3.5 בין- 3.5 ל- 3.9 3.9 בין- 3.9 ל- 4.25 4.25 בין- 4.25 ל- 8 8 בין- 8 ל- 12.5 12.5 מעל- 12.5 מהו ה- pI של ההקסאפפטיד?