Цвиттерионная форма аминокислоты

Структура и физические свойства. По физич. и ряду химич. свойств А. резко отличаются от соответствующих к-т и оснований. Они лучше растворимы в воде, чем в органич. растворителях хорошо кристаллизуются имеют высокую плотность и исключительно высокие темп-ры плавления (часто разложения). Эти свойства указывают на взаимную ионизацию аминных и кислотных групп, в результате к-рой А., в отличие от амино-фенолов, находятся, как правило, во внутрисолевой (цвиттерионной) форме. Взаимное влияние аминогруппы и кислотной группы в цвиттерионе особенно ярко проявляется в случае а-аминокислот, где обе группы находятся в непосредственной близости, и в случае о- и п-аминобензойных к-т, где их взаимодействие передается через систему сопряженных связей. Электроноакцепторные свойства группы —КНз приводят к резкому усилению кислотности карбоксильных групп. Аминогруппа подвергается воздействию со стороны электроноакцепторной карбонильной группы и электронодонор-ного отрицательно заряженного атома кислорода. В результате взаимного гашения этих влияний основность аминогрупп аминоуксусной кислоты и га-амино-бензойной кислоты мало отличается от основности соответственно этиламина и анилина. Вследствие этого аминогруппа А. ионизирована в несколько меньшей [c.53]

Аминокислоты существуют преимущественно в форме биполярных ионов (цвиттерионов). [c.80]

На рис. 2.1 приведены структурные формулы преобладающих при pH 7 ионизованных форм аминокислот. При таком значении pH а-аминогруппа протонирована, а карбоксильная группа депротонирована. Таким образом, при нейтральных pH аминокислоты не несут заряда, а существуют в виде цвиттерионов NH — HR— OO , обладающих значительным дипольным моментом. Четыре аминокислоты при pH 7 имеют дополнительные заряды на боковой группе аспарагиновая и глутаминовая кислоты — отрицательный, лизин и аргинин — положительный. [c.43]

Аминокислоты обычно существуют в цвиттерионной форме [c.72]

Рис- 5-9. Неионная и биполярная (цвиттерион-ная) формы аминокислот. Обратите внимание на то, что в биполярной форме оба заряда пространственно разделены и поэтому молекула представляет собой электрический диполь. [c.118]

Кислотно-основные свойства. Эти свойства аминокислот определяют многие физико-химические и биологические свойства белков. На этих свойствах основаны, кроме того, почти все методы выделения и идентификации аминокислот. Аминокислоты легко растворимы в воде. Они кристаллизуются из нейтральных водных растворов в форме биполярных (амфотер-ных) ионов (цвиттерионов), а не в виде недиссоциированных молекул (последнюю структуру приводят для удобства представления, однако все аминокислоты при физиологических значениях pH имеют структуру цвитте-риона). [c.37]

Структура (1), по-видимому, присутствует в растворах аминокислот, однако в очень малых количествах. Помимо того, они присутствуют в парах, образующихся при сублимации аминокислот при высоких температурах, и, например, в случае глицина (1, Р = Н) подобное соединение было выделено вымораживанием на аргоновой матрице при 20 К [21]. Для каждой аминокислоты существует характеристическое значение pH, при котором она находится в основном в виде цвиттериона (2). Поскольку эта форма в целом электрически нейтральна, то при этом pH, которое называют изоэлектрической точкой, молекула не движется в электрическом поле и имеет при этом pH минимальную растворимость. Тот факт, что поведение аминокислот при ионизации весьма характерно для этого класса соединений с заметными различиями между отдельными представителями класса, сделало ионообменную хроматографию главным аналитическим и препаративным методом разделения аминокислот друг от друга, от солей и других веществ. Вследствие этого классические методы избирательного осаждения солей и комплексов были в значительной степени вытеснены из лабораторной практики. Для крупномасштабных лабораторных процедур ионообменная хроматография неудобна, од- [c.234]

Рис. 3.21. Нейтральная цвиттерионная форма аминокислоты.

Среди различных свойств а-аминокислот нужно отметить два. Первое состоит в том, что значения рК (рЛ 2 для карбоксильных групп и рК- 9 для аминогрупп) таковы, что в пределах диапазона pH внутри клетки, т. е. примерно 7, аминокислоты существуют в форме биполярных, или цвиттерионных, соединений. [c.368]

Используя первую константу диссоциации Кх), устанавливающую соотношение между катионно и цвиттерионной формами аминокислоты, находим связь между константой ионного обмена и адсорбции [c.152]

Аналогичное рассмотрение сорбции аминокислот, а тем более пептидов и белков натриевыми формами смол, как исключительно обмена катионов, находящихся в равновесии с цвиттерионами, с ионами натрия не представляется возможным, как это будет [c.189]

Аминокислоты — соединения, из которых состоят молекулы белков, представляют собой слабые электролиты, проявляющие свойства кислот и оснований. Аминокислоты могут находиться в форме катионов, анионов или многозарядных ионов. Так, например, аминокислота глицин может находиться в форме 1 атиона НзЫСНгСООН, аниона НгМСНгСОО или двухзарядного иона (биполярный ион или цвиттерион) НэМСНгСОО . В растворах аминокислот и белков нейтральными частицами, т. е. частицами с результирующим зарядом, равным нулю, являются не молекулы, а цвиттерионы. Приблизительно на 200000 цвиттерионов приходится одна недиссоциированная молекула аминокислоты. Преобладание в растворе катиона, аниона или цвиттериона зависит от pH среды, в которой находится аминокислота. [c.32]

Изоалакфичвская точка — значение pH, при котором концентрация биполярного иона (цвиттерионной формы) аминокислоты достигает максимума. [c.122]

В табл. 2.4 приведены данные по растворимости различных аминокислот в воде при нейтральных pH, которые дают возможность проверить наши полуинтуитивные рассуждения. Используя принцип подобное растворяется в подобном , а также то обстоятельство, что молекулы воды полярны, можно сказать, что большая часть представленных данных качественно согласуется с нашими выводами. Однако к этим данным не следует подходить с точными количественными мерками, так как в табл. 2.4 приводятся растворимости цвиттерионных форм аминокислот, тогда как нас интересуют свойства аминокислотных боковых групп как составных частей пептида. [c.52]

Когда впервые было установлено, что аминокислоты существуют как цвиттерноны, Н. Бьеррум предложил представлять константы ионизации аминокислот в цвиттерионной форме, когда константы ионизации кислот даны для групп NHg, а константы ионизации основания — для групп СОО — цвиттериона. Сопоставьте эти константы с классическими (см. Вопрос 51) и с константами ступенчатого образования кислоты, приведенными в табл. VII. 2, для соединения с одной группой СООН и одной группой NH2. Цвиттерионные константы для аспарагиновой кислоты таковы pi oi = 2,08 р/Саг = 3,94 р/Сб — 4,02. Каким уравнениям равновесия они соответствуют Есть ли какая-нибудь неоднозначность в этой форме представления констант [c.204]

Остаток Тип аминокислоты цвиттерионной формы ккал/моль EtOH [c.53]

Изоэлектрическая точка ряда других аминокислот, содержащих дополнительные кислотные или основные группы (аспарагиновая и глутаминовая кислоты, лизин, аргинин, тирозин и др.), зависит, кроме того, от кислотности или основности радикалов этих аминокислот. Для лизина, например, р1 должна вычисляться из полусуммы значений рК для а- и е-МН,-групп. Таким образом, в интервале pH от 4,0 до 9,0 почти все аминокислоты существуют преимущественно в форме цвиттерионов с протонированпой аминогруппой и диссоциированной карбоксильной группой. Следует отме- [c.38]

Серусодержащие аминокислоты. В нашем распоряжении имелись две серусодержащих аминокислоты — метионин и цистеин, поэтому детальный анализ, который может быть проведен во всех других группах, дать затруднительно однако можно отметить следующие общие полосы у метионина имеется интенсивная полоса поглощения 1623 см , у цистеина аналогичная полоса расположена у 1615 см . Эти две полосы можно назвать общими, так как они имеют одинаковую интенсивность и форму. Указанная полоса может быть отнесена к деформационным колебаниям аминогруппы в цвиттерионной структуре. Так же как и в других группах аминокислот, здесь четко проявляется полоса 1585 см- [c.142]

Имеется целый ряд довольно интенсивных полос, которые проявляются в спектрах всех аминокислот (табл. 3). В табл. 4 приводятся сводные данные по характеристическим полосам всех исследованных аминокислот и их соединений. Следует отметить, что в спектрах всех этих аминокислот отсутствуют полосы поглощения, соответствующие колебаниям связи группы СООН и NH2. Это дает возможность предположить, что твердые аминокислоты существуют только в форме цвиттерионов. Наличие общих полос для всех аминокислот вблизи 1585 м- еще раз подтверждает эта [c.143]

Ряд классов органических соединений (аминокислоты, пептиды, белки) в нейтральных растворах находится в форме диполярных ионов или цвиттерионов, т. е. ионов, несущих одновременно положительные и отрицательные заряды. [c.91]

Аминокислоты существуют в водном растворе в виде динолярных ионов, называемых цвиттерионами . Например, в кислой среде глицин находится в форме СН2(МНз) СООН, а в щелочной среде — в форме H2(NH2) OO-. В изоэлектрической точке суммарный заряд молекулы равен нулю, что можно отобразить формулой СН2(КЩз)+СОО". Глицин несет заряды на а-аминной и карбоксильной группах. Большинство аминокислот обладает только этими двумя группами, но ряд аминокислот имеет и другие способные к ионизации группы. Так, дикарбоновые аминокислоты (например, аспарагиновая кислота) имеют вторую карбоксильную группу, а диаминомонокарбоновые аминокислоты (например, лизин)— вторую аминную группу. [c.21]

Ло уже давно допускалось, что раствор аминокислоты наряду с незаряженными молекулами NHaR OaH может содержать молекулы, несущие на одном конце положительный заряд, а на другом — отрицательный, образуя таким образом электрически нейтральную систему, т. е. +NH3R 02- Этим частицам давали различные названия их называли амфионами, амфо-литными ионами, цвиттерионами, т. е. гермафродитными (или гибридными) ионами, ионами-двойниками, диполярными ионами и т. д. Существование таких двойных ионов было постулировано Кюстером еще в 1897 г. для объяснения поведения метилоранжу который в своей нейтральной форме является аминосульфокислотой, но важное значение этих ионов для объяснения амфолитического равновесия аминокарбоновых [c.553]

Каждая аминокислота содержит но крайней мере две группы, способные принимать участие в протолитических реакциях в водном растворе. Величина pifa для а-карбоксильных групп аминокислот (т. е. значение pH, при котором рассматриваемая группа в среднем наполовину диссоциирована) лежит в пределах от 2 до 3. В то же время а-аминогруппы характеризуются значениями рХ (для сопряженной кислоты), близкими к 10. Таким образом, в интервале pH от 4 до 9 аминокислоты существуют преимущественно в форме биполярных ионов цвиттерионов) с диссоциированной карбоксильной группой и протонированной аминогруппой [c.46]

Существование аминокислот в виде цвиттерионов в растворе, т. е. в виде ионов, несущих одновременно положительные и отрицательные заряды, приводит к особым законам сорбции, отличным в ряде отношений от законов сорбции ионов с одним или одноименными зарядами [6]. В табл. 1 приведены емкости сорбции некоторых аминокислот сульфосмолами, находящимися в водородной и натриевой форме. Смолы первого типа сорбируют в двадцать пять—сто раз большее количество аминокислот, чем смолы второго типа. Необходимо заметить, что смолы в натриевой форме не находятся в равновесии с водой при pH 7. Для достижения равновесных систем при сорбции аминокислот на смолах в натриевой форме необходимо использовать растворы, содержащие ионы натрия. [c.188]

Увеличить сорбируемость аминокислот катионитами в солевой форме можно путем снижения степени ионизации карбоксильной груннировки цвиттерионов, например, при переходе от водного к водно-ацетоновому раствору. Подобное явление наблюдается экспериментально (табл. 2). [c.189]

Аминокислоты, полипептиды и белки являются наиболее известными представителями электролитов, способных находиться в растворе в виде катионов (кислотная область pH), анионов (высокие значения pH) и в виде диполярных ионов, или цвиттерионов, несущих одновременно положительные и отрицательние заряды (промежуточная область pH). Большое значение для работ в области сорбции аминокислот ионитами имело обнаружение факта нахождения моноаминомонокарбоновых кислот в сорбированном состоянии в виде катионов, а не цвиттерионов при контакте сульфокатионитов с нейтральными растворами аминокислот [183]. В дальнейшем спектральными методами было подтверждено именно подобное состояние резинатов аминокислот [268]. При этом необходимо отметить, что катионная форма моноаминомонокарбоновых аминокислот в связанном с сульфокатионитом состоянии простирается вплоть до полного заполнения всех ионогенных групп сульфокатионитов органическими ионами, что не позволяет оценивать это состояние резинатов только с точки зрения локальной концентрации ионов водорода в ионите, хотя влияние pH внешнего раствора и соотношения противоионов в ионите определенным образом влияют на термодинамические константы ионного обмена. Исследованию равновесных закономерностей сорбции аминокислот ионитами посвящено значительное число работ, выполненных в ряде научных центров [9, 189, 269—285]. [c.137]

Два простых уравнения (III.1) и (1П.2) были проверены ( vi. цитированные работы) на очень большом числе соединений от простых эфиров, близких по взаимодействию с водой к углеводородам, до аминокислот, находяпхихся в водном растворе в форме цвиттерионов и вызывающих существенную электрострикцию растворителя. Успех этих уравнений в описании экспериментальных данных следует признать замечательным — расхождение расчетных и экспериментальных значений составляет, в среднем, 1%, никогда не превосходя 3%. При этом оба уравнения одинаково хорошо работают в случае небольших молекул (которые можно приближенно считать сферическими независимо от структуры) для крупных же молекул уравнение (III. 1) дает заметно лучшие результаты, если молекулы имеют глобулярную форму (например, адамантан), а уравнение (III.2), — если молекулы имеют протяженную конфигурацию. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология