답1
아미노기 : 자신의 pKa보다 낮은 pH에서 (-NH3+)
자신의 pKa보다 높은 pH에서 (-NH2 )
자신의 pKa에서 (-NH3+)와 (-NH2 )가 같은 비율로 존재. 전하는 + 0.5
카르복시기 : 자신의 pKa보다 낮은 pH에서 (-COOH)
자신의 pKa보다 높은 pH에서 (-COO- )
자신의 pKa에서 (-COOH)와 (-COO- )가 같은 비율로 존재. 전하는 - 0.5
|
Ala |
Asp |
Lys |
알짜 전하 | ||
|
pK2 (-NH3+) 9.9 |
pKR (-COOH) 3.9 |
pKR (-NH3+) 10.5 |
pK1 (-COOH) 2.2 | ||
|
ㄱ. pH 6.9 |
NH3+
+1 |
COO-
-1 |
NH+
+1 |
COO-
-1 |
0 |
|
ㄴ. pH 3.5 |
NH3+
+1 |
pKa보다 조금 낮은 pH에서 [COO-]와 [COOH]가 일정 비율로 존재 존재.
-0.5보다 낮은 값. 모두 COOH 형태로 존재하는 것이 아니므로 값이 0 이 아님. -0.5와 0 사이값. |
NH3+
+1 |
대부분 COO-
대략 -1 |
+1 보다 는 작은 값 |
|
ㄷ. pH 4.0 |
NH3+
+1 |
pKa와 거의 동일한 pH에서 (COO-)와 (COOH) 거의 절반씩 존재
-0.5 |
NH3+
+1 |
COO-
-1 |
+0.5 |
ㄴ. pH 3.5에서 Asp의 카르복시기의 전하비율을 알아보기 위해 핸더슨-하셀바흐 식에 대입해보면,
pH = pKa + log[짝염기]/[산] (단, 여기서 pH = -log[H+] , pKa = -logKa, Ka = 산해리상수)
3.5 = 3.9 + log[COO-]/[COOH]
Asp의 카르복시기의 경우는 자신의 pKa값과 pH가 큰 차이가 없으며,
대략 값을 보면 일정비율로 COO-가 존재한다.
카르복시기가 모두 COOH형태가 아니기 때문에 이 작용기의 전하값이 0이 될 수는 없다.
계산하면 대략 [COO-] : [COOH] = 2 : 5 정도의 비율로 존재하네요, 근데 계산해 볼 필요는 없음.
로그값이니까 pH와 pKa의 차이값이
1 차이가 나면 농도차이는 10배, 2차이 나면 100배, 3차이 나면 1000배 정도의 농도차이로 볼 수 있음.
문제에서는 0.4차이가 났으므로 10배보다는 훨씬 작은 값일 것을 짐작할 수 있음.
이러한 작용기의 이온화 상태의 특징은
아미노산 적정곡선 그래프를 통해서도 확인할 수 있는데,
pKa부근의 pH에서는 완만한 기울기의 완충대를 가지게 된다.
이는 작용기의 이온화 비율정도가 pH에 의해 변화하고 있음을 의미하고,
pH가 일정범위를 넘어서면 수직적으로 나타나는데 이는 그 작용기가 하나의 이온화상태로 고정되었음을 의미한다.
역으로 풀이할 수도 있다.
알짜전하가 +1이 되는 pH값을 구해보는 것이다.
알짜전하가 +1이 되려면
각 작용기의 상태는
Lys-COO- Asp-COOH Ala-NH3+ Lys-NH3+
(-1) (0) (+1) (+1)
이어야 한다.
두 카복시기의 pKa 평균값에서 알짜전하가 +1이 된다.
(2.2 + 3.9) / 2 = 3.05
따라서, 알짜전하가 +1이 되는 pH은 3.05이므로, ㄴ 지문을 기각할 수 있다.
ㄷ.
|
pH 4.0에서 두 가지 이온화된 형태 | |
|
이온화된 형태1 |
이온화된 형태2 |
|
NH3+ -(Ala)-(Asp)-(Lys) -COO- | | COO- NH3+ |
NH3+ -(Ala)-(Asp)-(Lys) -COO- | | COOH NH3+ |
|
pH 4.0에서 붉은색의 작용기들의 이온화는 그림과 같은 상태로 변화가 없고, Asp의 카르복시기의 경우는 pH4.0이 거의 자신의 pKa값과 동일하므로, [COO-]와 [COOH]의 비율이 거의 1:1로 존재한다. | |
댓글
댓글 리스트-
답댓글 작성자飛烏 작성자 본인 여부 작성자 작성시간 17.01.16 정확히 1:1이 아니고
거의 1:1이라고 표현되어 있습니다.
pI유사 pH라서요.
풀이하기 쉽게 접근한 것이죠.
그리고 10^0.1을 계산해도 값이
1.2 정도 나와요.
[A-]/[HA] = 약1.2 = 약 5/6
비슷해서 거의 1:1이라고 표현한 것이죠.
10:1(10배 차이)은 아니라는 소리죠.
어차피 떨어지는 값이 나오는 문제가 아니므로 오답을 찾는 접근법을 쓴 것입니다.이미지 확대
-
작성자다크규석 작성시간 19.02.20 이 트리펩티드의 pi를 구한다면 6.9 맞나요?
-
답댓글 작성자飛烏 작성자 본인 여부 작성자 작성시간 19.02.20 네 맞습니다
-
답댓글 작성자다크규석 작성시간 19.02.20 飛烏 감사합니다🤭
-
작성자착실한생물 작성시간 19.06.16 ㄴ이 틀린 이유를 Asp의 R기는 pH3.5에서 완벽하게 이온화되지 않아 전체 알짜전하가 +1보다 낮은 값을 가지기 때문이라고 이해했는데 제가 이해한게 맞을까요..?