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アスパラギン酸の等電点の求め方がわかりません。
詳しく分かる方教えてください

A 回答 (4件)

再び#2ですが(笑)、説明が分かりにくいと思いますので、


話を出来るだけ簡単にします。(#3を参照しながら見て下さい)

K3は -NH3^+ の酸解離定数ですが、これがK1、K2と比べると非常に小さいので、
酸性域のpHに於ける「Asp^2-の存在比率」がとても小さくなります。
従って「等電点は酸性域にある」と仮定すれば、
これを無視しても大きな誤差は生じないと考えられます。
すると電荷を持つものは、「H3Asp^+」と「HAsp^-」の2つだけになり、
この濃度が等しければ電気的に中性となる事が分かりますね。
よって、K1K2=[H^+]^2[HAsp^-]/[H3Asp^+] に於いて、
[HAsp^-]=[H3Asp^+] がなりたてばよいので、等電点の[H^+]≒√K1K2 となります。

結果は酸性域のpHとなり、仮定が正しい事が確認出来ます。
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この回答へのお礼

丁寧な説明ありがとうございました!!
助かりました。

お礼日時:2008/01/20 23:51

#2ですが、省略し過ぎたので補足しますね。



アスパラギン酸の双性イオンを「H2Asp」で表すと、酸として次の3つの平衡がなりたっています。

H3Asp^+ ⇔ H^+ + H2Asp;(α位の-COOHの解離)
H2Asp ⇔ H^+ + HAsp^-;(β位の-COOHの解離)
HAsp^- ⇔ H^+ + Asp^2-;(-NH3^+の解離)

質量作用則:
[H^+][H2Asp]/[H3Asp^+]=K1
[H^+][HAsp^-]/[H2Asp]=K2
[H^+][Asp^2-]/[HAsp^-]=K3
(K1>K2>>K3)

アスパラギン酸の初濃度をC(M)とすると質量均衡から、
[H3Asp^+]+[H2Asp]+[HAsp^-]+[Asp^2-]=C(M)

以上の式から総電荷Eは、
E=C([H3Asp^+]-[HAsp^-]-2[Asp^2-])
=C([H^+]^3-K1K2[H^+]-2K1K2K3)/([H^+]^3+K1[H^+]^2+K1K2[H^+]+K1K2K3)
と表せます。

ここでE=0より、
方程式:[H^+]^3-K1K2[H^+]-2K1K2K3=0 になります。
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アスパラギン酸の総電荷(実効電荷)Eは次の様に表せます。


E=([H^+]^3-K1K2[H^+]-2K1K2K3)/([H^+]^3+K1[H^+]^2+K1K2[H^+]+K1K2K3)
E=0になる[H^+]が等電点になると考えられるので、[H^+]の3次方程式
[H^+]^3-K1K2[H^+]-2K1K2K3=0 を解けば正確な等電点が求まるでしょう。
一般に酸性アミノ酸の等電点は7よりだいぶ小さく、
また K1>K2>10^(-7)>K3 の関係があるので、
[H^+]^3-K1K2([H^+]+2K3)=0 と変形すれば、[H^+]>>2K3と考えられるため、
[H^+]+2K3≒[H^+]と近似して、[H^+]^3-K1K2[H^+]≒0 → [H^+]≒√(K1K2)
よって、等電点≒(pK1+pK2)/2 と近似値が得られます。
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この回答へのお礼

ありがとうございました

お礼日時:2008/01/20 15:34

側鎖にイオン化しうる基を持つアミノ酸の等電点は同じ方向にイオン化する基(アミノ酸のCOOHあるいはNH2)のPKa平均として与えられる



アスパラギン酸の場合 側鎖のCOOH(PKa=3.86) α位のCOOH(PKa=2.09)であるのでその平均の3.86+2.09/2がアスパラギン酸の等電点である

この回答への補足

ありがとうございます。
なぜ側鎖とα位の平均を使うのでしょうか??
NH3のPkaは使わないんですか?

補足日時:2008/01/20 15:32
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Qグルタミン酸の等電点について

グルタミン酸は、水溶液中で次のように三段階電離します。

H3N+ CH(C2H4COOH)COOH ⇔ H3N+ CH(C2H4COOH)COO- + H+
      G+ とおく               G±

H3N+ CH(C2H4COOH)COO- ⇔ H3N+ CH(C2H4COO-)COO- + H+
       G±                  G-

H3N+ CH(C2H4COO-)COO- ⇔ H2N CH(C2H4COO-)COO- + H+
       G-                  G2-

水溶液中には、G+, G±, G-, G2-の4種のイオンのみが存在するとします。
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なぜ、上記の式では[G2-]ではなく、2[G2-]になるのでしょうか。
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よろしくお願いいたします。

グルタミン酸は、水溶液中で次のように三段階電離します。

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H3N+ CH(C2H4COO-)COO- ⇔ H2N CH(C2H4COO-)COO- + H+
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水溶液中には、G+, G±, G-, G2-の4種のイオンのみが存在するとし...続きを読む

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○でも書いてみればいいのに.正電荷は●

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グルタミン酸は3段解離です。
http://www2d.biglobe.ne.jp/~chem_env/study.html
ここの「グルタミン酸のpHによる変化」にあるのですが、構造式でなく分子模型の画像です。

参考URL:http://www2d.biglobe.ne.jp/~chem_env/study.html

Qアミノ酸のL型、D型の区別そ仕方

****CH3
****|
 H2N─ C─COOH
****|
****H 

上の構造式はアラニンですが、これがL型かD型かを判断するのに困っています。
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   COOH
****|
 CH3─ C─H
****|
****NH2
このようにアミノ基が下になってしまうため、判断に困っています。
アドバイスをお願いいたします。

(注意!:記号*は構造式を書くときに軸をそろえるために付けたものです。)

Aベストアンサー

D型とかL型というのは光学異性体を区別するための記号です。グリシン以外のアミノ酸の場合は、中心の炭素原子に4つの異なる基が結合しているために光学異性が生じます。

炭素原子の4つの単結合は、正四面体の中心に炭素原子があるとすると、正四面体の4つの頂点の方向に向かっています。つまり、実際の形は構造式に描かれるような十字型ではないのです。
(参考)
http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/isei.htm

さて、ご質問のようにアミノ酸の構造式を十字型に描いてある場合は、なんとなく描いてあるのではなく、意味があります。これはフィッシャー投影式といいます。

フィッシャー投影式では、「左右の結合は紙面より手前に出ている」「上下の結合は紙面の向こう側に出ている」というのがルールです。このルールにより、正四面体型の構造を、紙面で表示できます。

アミノ酸をフィッシャー投影式で描いた場合、上にカルボキシル基、下に側鎖を書いたときに、左にアミノ基が来るのがL型、右にアミノ基が来るのがD型です。

では、「上にカルボキシル基、下に側鎖」となっていないときに、どうするかです。フィッシャー投影式のルールから考えると、ご質問のように90度回転させてはいけません。90度回転させると、「紙面の手前」と「紙面の向こう」が逆になりますから、D型がL型に、L型がD型に変わってしまいます。
(180度の回転はOKです)

どうすればよいのかといえば、できることは次の2つです。
(1)3つの基を循環的に入れ替える(いわゆる三角トレード)。
(2)二組の2つの基を、両方同時に入れ替える。

ご質問の上のフィッシャー投影式ですと、上の(1)を適用して、「COOHを上に移動、CH3を下に移動、Hを右に移動」という形で循環的に入れ替えると、左にアミノ基が来てL型であることがわかります。

よくわからなかったら、分子模型を作ってみるとよいと思います。

D型とかL型というのは光学異性体を区別するための記号です。グリシン以外のアミノ酸の場合は、中心の炭素原子に4つの異なる基が結合しているために光学異性が生じます。

炭素原子の4つの単結合は、正四面体の中心に炭素原子があるとすると、正四面体の4つの頂点の方向に向かっています。つまり、実際の形は構造式に描かれるような十字型ではないのです。
(参考)
http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/isei.htm

さて、ご質問のようにアミノ酸の構造式を十字型に描いてある場合は、なんとなく...続きを読む

Q等電点電気泳動って何?

等電点電気泳動とは一体何なのでしょうか。等電点なのに陽、陰極のどちらかに移動することですか。分からないので、教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

電気泳動とはpHによってある特定の物質を分離するときなどに使用します。アミノ酸を例に取ると
グリシンの等電点は5.97、アルギニンは10.76、アスパラギン酸は2.77です。
このとき、pHを5.97にし、電極を入れると、グリシンは溶液中で動き回ります。アルギニンは-極、アスパラギン酸は+極に引き寄せられます。
これは、等電点よりも酸性側のpHであるか、アルカリ性側のpHであるかによってきまります。
等電点よりpHが酸性側であるということはH+が物質にふかし、結果的に物質全体が+の電荷を帯びるために、-極に引き寄せられます。
等電点よりpHがアルカリ側であるということはH+が物質から引き抜かれ、結果的に物質全体が-の電荷を帯びるために、+極に引き寄せられます。
等電点とpHが一緒であれば、物質の電荷が文字通り等しい電荷を帯びるため、+極にも-極にも引き寄せられず、溶液中をさまよいます。

QpKaとpI

pKaとpIの違いはなんですか?
詳しく教えてください

Aベストアンサー

pKaは物質の酸性度の尺度となる物であり、酸をHAで表した場合、
HA + H2O ←→ A- + H3O+
の化学平衡において、
Ka=[A-][H3O+]/HA
pKa=-logKa
と定義されます。

pI(等電点)というのはアミノ酸の水溶液において、+の電荷とーの電荷が等しくなる時のpHの値を意味します。
http://www.kiriya-chem.co.jp/q&a/q53.html
http://homepage2.nifty.com/organic-chemistry/equal.htm


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