1. What is the total charge for glycine, aspartic acid, lysine, and histidine at the following pH values: a) 1.0

Тема: Заряд аминокислот в зависимости от значения pH.

Детальное объяснение: Аминокислоты имеют кислотно-основные свойства, которые зависят от их структуры и значения pH окружающей среды. Каждая аминокислота содержит аминогруппу (-NH2) и карбоксильную группу (-COOH), которые могут как отдавать, так и принимать протоны в зависимости от значения pH. Важно отметить, что аминокислоты также содержат боковую цепь, которая может быть заряженной, не заряженной или иметь различную зарядовую составляющую.

1. Для глицина, аспарагиновой кислоты, лизина и гистидина будем оценивать общий заряд при следующих значениях pH: а) 1,0; б) 2,1; в) 4,0; г) 10,0.

- Глицин не имеет боковой цепи, следовательно, его заряд равен нулю независимо от значения pH.
- Аспарагиновая кислота (- ООСН, -NH2, -CH2, -COOH) имеет отрицательный заряд при pH менее 2.1, нейтральный заряд при pH 2.1 до 10, и положительный заряд при pH более 10.
- Лизин (-ООСН, -NH3+, -CH2, -CH2, -CH2, -CH2, -NH2) имеет положительный заряд при всех значениях pH.
- Гистидин (-ООСН, -NH, -CH, -CH, -CH, -NH, -CH2) имеет положительный заряд при pH менее 6.0, нейтральный заряд при pH 6.0 до 8.0 и отрицательный заряд при pH более 8.0.

2. Для аланина, цистеина, глутаминовой кислоты и глицина будем оценивать общий заряд при следующих значениях pH: а) 1,0; б) 2,5; в) 4,2; г) 10,0.

- Аланин (-CH3) не имеет заряда на боковой цепи, следовательно, его заряд равен нулю независимо от значения pH.
- Цистеин (-SH, -CH2, -COOH) имеет нейтральный заряд при всех значениях pH.
- Глутаминовая кислота имеет отрицательный заряд при pH менее 4.2, нейтральный заряд при pH 4.2 до 10.0 и положительный заряд при pH более 10.0.
- Глицин не имеет боковой цепи, следовательно, его заряд равен нулю независимо от значения pH.

3. Для лейцина, треонина, цистеина и лизина будем оценивать общий заряд на боковой цепи при следующих значениях pH: а) 1,5; б) 6,0; в) 8,5; г) 11,0.

- Лейцин (-CH2, -CH(-CH3), -CH, -CH3) не имеет заряда на боковой цепи, следовательно, его заряд равен нулю независимо от значения pH.
- Треонин (-OH, -CH, -CH3) имеет нейтральный заряд при всех значениях pH.
- Цистеин (-SH, -CH2, -COOH) имеет нейтральный заряд при всех значениях pH.
- Лизин (-ООСН, -NH3+, -CH2, -CH2, -CH2, -CH2, -NH2) имеет положительный заряд при всех значениях pH.

Дополнительный материал: Рассчитайте общий заряд для глицина, аспарагиновой кислоты, лизина и гистидина при pH = 4.2

Совет: Для лучшего понимания зарядности аминокислот на разных значениях pH, рекомендуется изучить определения кислотного и основного pH и структуру аминокислот.

Дополнительное задание: Рассчитайте общий заряд для аланина, цистеина, глутаминовой кислоты и глицина при pH = 10.

Содержание вопроса: Заряд аминокислот

Инструкция: Аминокислоты - это органические молекулы, состоящие из аминогруппы (NH2), карбоксильной группы (COOH) и боковой цепи. Они являются основными строительными блоками белков. Заряд аминокислоты зависит от ее pH окружения, так как аминогруппа может протонироваться и образовывать катионы (+ заряд), а карбоксильная группа может депротонироваться и образовывать анионы (- заряд).

Для вычисления заряда аминокислоты на определенном pH, мы должны учитывать пKa значений ее функциональных групп. ПKa - это мера кислотности функциональной группы, и для аминокислоты он может быть разным для аминогруппы и карбоксильной группы.

Чтобы найти общий заряд аминокислоты на определенном pH, нужно сравнить значения pH с пKa значением каждой функциональной группы:

- Если pH меньше pKa аминогруппы, то аминогруппа останется протонированной (+ заряд).
- Если pH выше pKa карбоксильной группы, то карбоксильная группа останется депротонированной (- заряд).
- Если pH находится между pKa значений аминогруппы и карбоксильной группы, то их заряды сбрасываются и нейтрализуют друг друга (0 заряд).

Пример:
1. Общий заряд глицина, аспартовой кислоты, лизина и гистидина при следующих значениях pH: a) 1.0; b) 2.1; c) 4.0; d) 10 (-, 0, +)?
2. Общий заряд аланина, цистеина, глутаминовой кислоты и глицина при следующих значениях pH: a) 1.0; b) 2.5; c) 4.2; d) 10 (-, 0, +)?
3. Общий заряд (+, 0 или -) для лейцина, треонина, цистеина и лизина при следующих значениях pH: a) 1.5; b) 6.0; c) 8.5; d) 11.0?

Совет: Чтобы лучше понять заряд аминокислот на определенных pH значениях, полезно запомнить пKa значения для аминогруппы и карбоксильной группы разных аминокислот.

Задание для закрепления: Какой будет общий заряд у глутаминовой кислоты (Glutamic acid) при pH 3.8?