الأحماض الأمينية – الصور الأيونية وفق pH ونقطة التعادل الكهربائي والرابطة الببتيدية
الكيمياءالجزيئات الحيوية والبوليمرات17–18 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلفي وضع الصور الأيونية، اسحب منزلق pH من 0 إلى 14 ولاحظ كيف يتغير تركيب الحمض الأميني فورًا: كاتيون في الوسط الحمضي، وأيون مزدوج (زويتريون) قرب نقطة التعادل الكهربائي، وأنيون في الوسط القاعدي. يُحسب شريط النسب ومتوسط الشحنة من قيم pKa حقيقية، ويهاجر الجزيء في المجال الكهربائي نحو المهبط أو المصعد، ويبقى ساكنًا تمامًا عند pI. وفي وضع الببتيد، اختر عدد الوحدات واضغط «تشغيل» لترى الأحماض الأمينية ترتبط بروابط –CO–NH–، وتطلق كل رابطة جزيء ماء.
الدرس: الأحماض الأمينية: السلوك الأمفوتيري، والأيون المزدوج، ونقطة التعادل الكهربائي؛ الببتيدات والرابطة الببتيدية
ماذا تعرض
يحمل الحمض الأميني مجموعة –COOH حمضية ومجموعة –NH₂ قاعدية، لذلك فهو أمفوتيري ويوجد غالبًا على صورة أيون مزدوج. وتتوقف شحنته على قيمة pH: دون نقطة التعادل الكهربائي (pI) يغلب الكاتيون، وفوقها يغلب الأنيون، وعندها يساوي متوسط الشحنة صفرًا. تحسب المحاكاة نسبة كل صورة من قيم pKa حقيقية، وتربطها بالترحيل الكهربائي، حيث تتحرك الجزيئات المشحونة نحو القطب المخالف لشحنتها. وتُبعد السلاسل الجانبية الحمضية أو القاعدية الإضافية، كما في حمض الجلوتاميك واللايسين، قيمة pI عن التعادل. وتطلق كل رابطة ببتيدية تتكوّن جزيء ماء واحدًا.
طريقة الاستخدام
اضبط «المحتوى» على «الصورة الأيونية وفق pH والترحيل الكهربائي»، واختر «الحمض الأميني»، واسحب «pH المحلول» ببطء من 0 إلى 14، ولاحظ التركيب وشريط النسب واتجاه الهجرة. اضغط «إلى pI» لتجد الموضع الذي يتوقف فيه الجزيء، ثم قارن اللايسين بحمض الجلوتاميك. بدّل «المحتوى» إلى «تكوين روابط ببتيدية»، واضبط عدد الوحدات، واضغط «تشغيل» لتعدّ جزيئات الماء المنطلقة.
المعاملات القابلة للتغيير
- الحمض الأميني الجلايسين (pI 5.97), الألانين (pI 6.00), اللايسين (pI 9.74), حمض الجلوتاميك (pI 3.22)
- pH المحلول 0–14
- المحتوى الصورة الأيونية وفق pH والترحيل الكهربائي, تكوين روابط ببتيدية
- عدد وحدات الأحماض الأمينية في السلسلة 2–5 وحدات
أسئلة للاستكشاف
- عند pH = 7، ما الصورة الغالبة للايسين، ونحو أي قطب يهاجر؟
- لماذا تكون قيمة pI لحمض الجلوتاميك أقل كثيرًا من قيمة pI للجلايسين؟
- كم رابطة ببتيدية وكم جزيء ماء يرتبط بتكوين ببتيد خماسي، وكيف يؤثر ذلك في كتلته المولية؟
