中性付近でのアミノ酸イオン化について

質問

アミノ酸はＰＨ＝７の中性付近ではイオン化できるところはすべてイオン化できると参考書に書かれていました。しかし、酸性アミノ酸のグルタミン酸は中性ですべてイオン化すればカルボキシル基とアミノ基による双性イオンともう一つのカルボキシ基がカルボキシレートイオンオキソニウムイオンを生じて、溶液が酸性になり、中性条件下ではなくなってしまします。しかし、アミノ酸は水溶液中でＰＨによってこのオキソニウムイオンと他のすべてイオン化しているグルタミン酸分子のカルボキシレートイオンにプロトン化して双イオン化すると考えればいいですか。
結局、中性で総イオン化して、順次このイオン化が進み、中性からすべて総イオンの酸性になるのではなく、酸性アミノ酸のグルタミン酸が総イオン化したら、順次双性イオンに変化していくと考えればいいのでしょうか。よく分かりません。宜しくお願いいたします。

回答No.2

nious · ベストアンサー

それは多分、

酸性基として -COOH
塩基性基として -NH2

のみを持つアミノ酸について云えると思います。その理由は一般に、

-COOH のpKa＜＜7
-NH3^+ のpKa＞＞7

だから、pH＝7 では -COOH は -COO^- の状態。

-NH2 は -NH3^+ の状態にそれぞれイオン化しています。

補足

回答有り難うございました。
ご指摘のとおり酸性アミノ酸のグルタミン酸の等電点はＰＨ＝3.2ですからＰＨ＝７付近に
すれば -COOH は -COO^- の状態になり、すべてイオン化し、塩基性のアミノ酸のリシンは
等電点がＰＨ＝9.7ですからＰＨ＝７付近では-NH2は-NH3^+となり結果的にすべてイオン化した
状態になります。酸性アミノ酸や塩基性アミノ酸のＰＨ＝７付近での状態は等電点からの
液性の変化に伴う状態を考えればいいですね。

回答No.1

tir70

>アミノ酸はＰＨ＝７の中性付近ではイオン化できるところはすべてイオン化できる

そんなことはありません。参考書が間違っているか、あなたが誤読しているか、あるいはあなたの質問の意図が伝わっていないかもしれません。CysやTyrの側鎖はpH7ではイオン化はあまり起こりません。

ちなみに，

>アミノ酸はＰＨ＝７の中性付近では

というのは強制的にpH7に固定された条件下でのアミノ酸のイオン化について述べたものだと思われます。たとえばpH7のpH緩衝溶液に、（緩衝剤に比べて）十分低い濃度でアミノ酸を溶解する、というような状況を考えた場合が相当します。

アミノ酸の解離基のイオン化がどれくらいのpHで起こるかについては、

Pace et al., J. Biol. Chem. 284:13285-13289

をご覧下さい．