III. Một số phƣơng pháp nghiên cứu hoá sinh
1.3.2. Tính chất lƣỡng tính của axitamin và protein
Axit amin và protein có tính chất lƣỡng tính, nghĩa là vừa có tính chất axit vừa có tính chất bazơ. Tính axit thể hiện ở khả năng cho proton và kết hợp với bazơ tạo muối, tính bazơ thể hiện ở khả năng nhận proton và kết hợp với axít tạo muối.
Phân tử axit amin đồng thời có cả nhóm amin và nhóm cacboxyl. Vì thế axit amin là chất điện ly lƣỡng tính. Tuỳ thuộc vào sự phân ly của nhóm nào mà axit amin có dạng anion hoặc cation. Khi nhóm cacboxyl phân ly, axit amin thể hiện một anion. Khi nhóm amin proton hoá thì tạo thành dạng cation.
Trong dung dịch, ở pH trung tính, axit amin tồn tại chủ yếu ở dạng ion lƣỡng cực (chỉ 1% ở dạng trung hoà), ở dạng ion lƣỡng cực nhóm cacboxyl bị phân ly, nhóm amin bị proton hoá.
Trong môi trƣờng axit (pH = 1), nhóm cacboxyl không bị ion hoá (- COOH), còn nhóm amin ở dạng proton hoá (- NH3+), lúc này axit amin thể hiện một cation tích điện dƣơng.
Trong môi trƣờng kiềm (pH = 11), nhóm cacboxyl bị ion hoá (COO-
), còn nhóm amin không bị ion hoá (- NH2), khi đó axit amin là một anion tích điện âm.
Nhƣ vậy khi đặt axit amin trong điện trƣờng, tuỳ thuộc pH môi trƣờng, nó có thể di chuyển về anôt hoặc catốt. Ở một pH nào đó, axit amin không di động trong điện trƣờng,
H – C – COOH +NH3 R H – C – COO- +NH3 R H – C – COO- NH2 R + H+ OH-
chứng tỏ tổng số điện tích trong phân tử của nó bằng không, pH này đƣợc gọi là pH đẳng điện của axit amin, ký hiệu pHi.
Tƣơng tự axit amin, protein cũng là chất điện ly lƣỡng tính, vì trong phân tử protein có nhiều nhóm phân cực của mạch bên (gốc R) của axit amin. Trạng thái điện tích của nhóm này cùng phụ thuộc pH môi trƣờng. Ở một pH nào đó mà tổng số điện tích dƣơng và điện tích âm của phân tử protein bằng không, phân tử protein không di chuyển trong điện trƣờng, gọi là pHi của protein.
Môi trƣờng có pH = pHi dễ dàng kết tụ lại với nhau, sử dụng tính chất này để xác định pHi của protein cũng nhƣ kết tủa protein.
Môi trƣờng có pH = pHi, protein dễ dàng kết tụ lại với nhau (hình 1.15), sử dụng tính chất này để xác định pHi của protein cũng nhƣ kết tủa protein điều chỉnh pH để tách các protein ra khỏi hỗn hợp của chúng.
Bảng 1.5 Giá trị pHi của một số axit amin và protein
Axit amin pHi Protein pHi
Aspartic 2,77 Pepxin 1,0
Glutamic 3,22 Albumin trứng 4,6
Xistein 5,07 Cazein 4,7
Xerin 5,68 Albumin huyết thanh 4,9
Valin 5,96 Gelatin 4,9 Glixin 5,97 Globulin 5,2 Lơxin 5,98 Hemoglobin 6,8 Alanin 6,02 Ribonucleaza 7,8 Izolơxin 6,02 Tripxin 10,5 Lizin 9,74 Xitocrom C 10,6 Arginin 10,76 Prolamin 12,0