氨基酸酸碱性质
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1. 氨基酸的离解性质
氨基酸在结晶形态或在水溶液中，不以游离的羧基或氨 基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨 基是以质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以离解状态(COO-)存在。
在不同的pH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。
COOH -H+
COO- -H+
COO-
对侧链R基不解离的中性AA而言，其 等电点是它的（ ）和（ ）的算术平均值
∴ 等电pH值与离子浓度无关，只决定于兼性离子（R0） 两侧的pK'值。
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甘氨酸盐酸盐（A+） 等电点甘氨酸（A）
甘 氨 酸 滴 定 曲 线
一氨基一羧基AA的 等电点计算：
pI=
pK´1+pK´2 2
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起点：100% Gly+ 净电荷：+1 第一拐点： 50%Gly + ，50%Gly± 平均净电荷：+0.5
pH=pK+lg[Gly±]/[Gly+] = pK1 = 2.34
第二拐点： 100%Gly± 净电荷：0 等电点pI 第三拐点： 50%Gly± ，50%Gly- 平均净电荷：-0.5
pH=pK2+lg[Gly-]/[Gly±]=pK2=9.6
终点： 100% Gly- 净电荷：-1
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AA的带电状况与溶液的pH值有关。改变pH可 以使AA带上正电荷或负电荷，亦可使它处于正负 电荷数相等即净电荷为零的兼性离子状况。
pI( Isoelectric point)：在一定pH环境下，氨基酸游离 成阴、阳离子的程度及趋势相等或不游离(氨基酸 不带电荷或所带电荷数相等)而成为兼性离子 (Zwitterion)，在电场中既不向阳极也不向阴极迁移 时的pH值。
pH<pI positive charge
Application : electrophoresis
Asp pI 2.97
Asn pI 5.41
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Gly的等电点
pI
pK1
log
[R ] [R ]
[R ] pI pK2 log [R ]
2 pI
pK1
pK2
log
[R ] [R ]
（一） AA的兼性离子形式
--. AA熔点很高， 200摄氏度以上。 --. AA能使水的介电常数增高, 乙醇、丙酮却使水的 介电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数降低。
AA在晶体或水中以兼性离子的形式存在
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（二） AA的两性解离
酸碱质子理论 酸碱可互相转化
1．AA在水中：既起酸（质子供体）的作用。 有起碱（质子受体）的作用
pIAsp=1/2 (pK１'+pKR')=1/2 (2.09+3.86) =2.98
pILys =1/2（pK2'+pKR'）=1/2 (8.95+10.53) =9.74
∴在等电点以上任何pH，AA带负电，在等电点以下任 何pH，AA带正电。
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等电点 (isoelectric point, pI ）
H3N+ C H
pK1' H3N+ C H pK2'
H2N C H
R
+ H+
R
+ H+
R
pH 1 净电荷 +1
正离子
7 0 两性离子
10 -1 负离子
等电点pI
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氨基酸的两性解离性质及等电点（pI）
R CH NH3+ COOH
pH< pI
净电荷为正
+ OH-
+ H+ (pK´1)
R CH NH3+ COO
（2）当HA50%解离时，溶液的pH值等于pKa/
（3）pH = pKa/ 时，[碱] = [酸]（50%解离） pH > pKa/ 时，[碱] > [酸]（＞50%解离） pH < pKa/ 时，第[4酸页/]共2>2页 [碱]（＜50%解离）
氨基酸的两性解离和酸碱滴定曲线
pH = pKa + log [A-] / [HA] 给pK‘1和pK’2等数据，可算出在任一pH条件下 一种氨基酸的各种离子的比例。
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α-羧基pK1在2.0左右，当pH>3.5，α-羧基以-COO-形式存在。 α-氨基pK2在9.4左右，当pH<8.0时，α-氨基以α-NH+3形式存在。 在pH3.5-8.0时，带有相反电荷。
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在pH2.34和pH9.60处，Gly具有缓冲能力。
pH = pI
净电荷=0
+ OH+ H+ (pK´2)
R CH NH2 COO
pH > pI
净电荷为负
当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负
电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，
此时溶液的pH值即为该氨基酸的等电点(isoelctric point)。
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aa may have negative, positive or zero net charge.The net charge of an aa is affected by the pH of solution. At its pI, it bears no net charge.
pH >pI negative charge
pI 1 ( pK1 pK 2) 2
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2. 氨基酸的等电点
当溶液浓度为某一 pH值时，氨基酸中所含的 NH3+ 和 -COO- 数 目 正 好 相 等 ， 净 电 荷 为 0 。 这 一
甘氨酸钠（A-）
谷氨酸（A）和赖氨酸（B）滴定曲线和等电点计算
A
B
pK3
pH
pK3
pK2
pI
pH
pK2
pK1
pK1
pI
加入的OH-mL数
加入的OH-mL数
一氨基二羧基AA的 等电点计算：
pI=
pK´1+pK´2 2
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二氨基一羧基AA的 等电点计算：
pI=
pK´2+pK´3 2
对有三个可解离基团的AA，如Asp、Lys， 只需写出其解离公式，取兼性离子两边的pK'值 的平均值，则得其pI值。
2．AA完全质子化时，可看成是多元酸，侧链 不解离的中性AA可看作二元酸，酸性AA和碱 性AA可看成三元酸
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Handerson-Hasselbalch公式：
Ka/
HA A- + H+ Ka/=[H+][A-]/[HA]
pH=pKa/ +Log[A-]／[HA]
（p1H）值pK，a/K就a/就是是H此A5时0%溶解液离的（[H[+碱] ] = [酸]）时溶液的
1. 氨基酸的离解性质
氨基酸在结晶形态或在水溶液中，不以游离的羧基或氨 基形式存在，而是离解成两性离子。在两性离子中，氨 基是以质子化(-NH3+)形式存在，羧基是以离解状态(COO-)存在。
在不同的pH条件下，两性离子的状态也随之发生变化。
COOH -H+
COO- -H+
COO-
对侧链R基不解离的中性AA而言，其 等电点是它的（ ）和（ ）的算术平均值
∴ 等电pH值与离子浓度无关，只决定于兼性离子（R0） 两侧的pK'值。
第12页/共22页
甘氨酸盐酸盐（A+） 等电点甘氨酸（A）
甘 氨 酸 滴 定 曲 线
一氨基一羧基AA的 等电点计算：
pI=
pK´1+pK´2 2
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起点：100% Gly+ 净电荷：+1 第一拐点： 50%Gly + ，50%Gly± 平均净电荷：+0.5
pH=pK+lg[Gly±]/[Gly+] = pK1 = 2.34
第二拐点： 100%Gly± 净电荷：0 等电点pI 第三拐点： 50%Gly± ，50%Gly- 平均净电荷：-0.5
pH=pK2+lg[Gly-]/[Gly±]=pK2=9.6
终点： 100% Gly- 净电荷：-1
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AA的带电状况与溶液的pH值有关。改变pH可 以使AA带上正电荷或负电荷，亦可使它处于正负 电荷数相等即净电荷为零的兼性离子状况。
pI( Isoelectric point)：在一定pH环境下，氨基酸游离 成阴、阳离子的程度及趋势相等或不游离(氨基酸 不带电荷或所带电荷数相等)而成为兼性离子 (Zwitterion)，在电场中既不向阳极也不向阴极迁移 时的pH值。
pH<pI positive charge
Application : electrophoresis
Asp pI 2.97
Asn pI 5.41
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Gly的等电点
pI
pK1
log
[R ] [R ]
[R ] pI pK2 log [R ]
2 pI
pK1
pK2
log
[R ] [R ]
（一） AA的兼性离子形式
--. AA熔点很高， 200摄氏度以上。 --. AA能使水的介电常数增高, 乙醇、丙酮却使水的 介电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数降低。
AA在晶体或水中以兼性离子的形式存在
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（二） AA的两性解离
酸碱质子理论 酸碱可互相转化
1．AA在水中：既起酸（质子供体）的作用。 有起碱（质子受体）的作用
pIAsp=1/2 (pK１'+pKR')=1/2 (2.09+3.86) =2.98
pILys =1/2（pK2'+pKR'）=1/2 (8.95+10.53) =9.74
∴在等电点以上任何pH，AA带负电，在等电点以下任 何pH，AA带正电。
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等电点 (isoelectric point, pI ）
H3N+ C H
pK1' H3N+ C H pK2'
H2N C H
R
+ H+
R
+ H+
R
pH 1 净电荷 +1
正离子
7 0 两性离子
10 -1 负离子
等电点pI
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氨基酸的两性解离性质及等电点（pI）
R CH NH3+ COOH
pH< pI
净电荷为正
+ OH-
+ H+ (pK´1)
R CH NH3+ COO
（2）当HA50%解离时，溶液的pH值等于pKa/
（3）pH = pKa/ 时，[碱] = [酸]（50%解离） pH > pKa/ 时，[碱] > [酸]（＞50%解离） pH < pKa/ 时，第[4酸页/]共2>2页 [碱]（＜50%解离）
氨基酸的两性解离和酸碱滴定曲线
pH = pKa + log [A-] / [HA] 给pK‘1和pK’2等数据，可算出在任一pH条件下 一种氨基酸的各种离子的比例。
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第6页/共22页
α-羧基pK1在2.0左右，当pH>3.5，α-羧基以-COO-形式存在。 α-氨基pK2在9.4左右，当pH<8.0时，α-氨基以α-NH+3形式存在。 在pH3.5-8.0时，带有相反电荷。
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在pH2.34和pH9.60处，Gly具有缓冲能力。
pH = pI
净电荷=0
+ OH+ H+ (pK´2)
R CH NH2 COO
pH > pI
净电荷为负
当氨基酸溶液在某一定pH值时，使某特定氨基酸分子上所带正负
电荷相等，成为两性离子，在电场中既不向阳极也不向阴极移动，
此时溶液的pH值即为该氨基酸的等电点(isoelctric point)。
第11页/共22页
aa may have negative, positive or zero net charge.The net charge of an aa is affected by the pH of solution. At its pI, it bears no net charge.
pH >pI negative charge
pI 1 ( pK1 pK 2) 2
第17页/共22页
2. 氨基酸的等电点
当溶液浓度为某一 pH值时，氨基酸中所含的 NH3+ 和 -COO- 数 目 正 好 相 等 ， 净 电 荷 为 0 。 这 一
甘氨酸钠（A-）
谷氨酸（A）和赖氨酸（B）滴定曲线和等电点计算
A
B
pK3
pH
pK3
pK2
pI
pH
pK2
pK1
pK1
pI
加入的OH-mL数
加入的OH-mL数
一氨基二羧基AA的 等电点计算：
pI=
pK´1+pK´2 2
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二氨基一羧基AA的 等电点计算：
pI=
pK´2+pK´3 2
对有三个可解离基团的AA，如Asp、Lys， 只需写出其解离公式，取兼性离子两边的pK'值 的平均值，则得其pI值。
2．AA完全质子化时，可看成是多元酸，侧链 不解离的中性AA可看作二元酸，酸性AA和碱 性AA可看成三元酸
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Handerson-Hasselbalch公式：
Ka/
HA A- + H+ Ka/=[H+][A-]/[HA]
pH=pKa/ +Log[A-]／[HA]
（p1H）值pK，a/K就a/就是是H此A5时0%溶解液离的（[H[+碱] ] = [酸]）时溶液的