Peptide

[biologiestudent]

a. Het peptide met sequentie Ala Arg Lys Ala Asn Ser Ala Ser heeft bij pH 1, 7 en 13 respectievelijk de lading

i. +3, +3, 0

ii. +2, +2, -1

iii. +3, +2, -1

Hoe kan je dat weten? Ik kan de peptide wel uitschrijven maar hoe kan je dan zien welke lading deze heeft bij welke Ph?

Ik snap wel dat, als de Ph stijgt er meer H+ ionen worden afgestaan en de lading dus negatiever wordt. Maar welk van de 3 antwoorden is dan juist?

alvast bedankt

[Kravitz]

Volgens mij moet je het peptide optekenen samen met de pka's van de functionele groepen. Vervolgens bepaal je het isoëlektrisch punt (pI) waarbij je weet dat het peptide neutraal is.

[biologiestudent]

Dus als ik enkel rekening houdt met de geladen, polaire AZ dan komen enkel Lys en Arg in aanmerking om een ladingverschuiving aan te gaan, samen met de terminale groepen CH3+ en COO-

Pka(CH3+) = 10,3, Pka(Arg) = 12,5, Pka(Lys)=10,45 en Pka(Coo-)=3,5

Nu heb ik op het internet gevonden dat, wanneer de Pka>PH de AZ een proton opnemen en omgekeerd als de Pka<PH de AZ een proton afstaan. (http://www.chemicalforums.com/index.php?topic=35707.0)

maar hoe kom je dan aan de ladingen? En moet je er rekening mee houden dan Lys en Arg al een positieve lading hebben?

alvast bedankt!

[Kravitz]

Om eerlijk te zijn kom ik ook niet tot een goed antwoord, maar ik wil je graag helpen.

Dus als ik enkel rekening houdt met de geladen, polaire AZ dan komen enkel Lys en Arg in aanmerking om een ladingverschuiving aan te gaan, samen met de terminale groepen CH3+ en COO-

Waarom enkel de polaire AZ? Leucine (neutraal AZ) kan toch ook ladingen dragen.

Ik zou het als volgt doen; zie onderstaande figuur van het peptide. Belangrijk is wel dat dit niet onder deze vorm zal voorkomen.

[attachment=7309:Ala_Arg_..._Ala_Ser.gif]

Nu heb ik op het internet gevonden dat, wanneer de Pka>PH de AZ een proton opnemen en omgekeerd als de Pka<PH de AZ een proton afstaan. (http://www.chemicalforums.com/index.php?topic=35707.0)

Dit klopt, indien de pH < pKa dan draagt de functionele groep een positieve lading, indien de pH > pKa krijg je een negatieve lading.

maar hoe kom je dan aan de ladingen?

Mijn idee was om vervolgens afhankelijk van de pH ladingen toe te kennen, echter kom ik ook niet tot een goed antwoord. Misschien zie je zelf wat ik verkeerd doe, dan helpen we elkaar ofwel moeten we wachten op iemand anders.

EDIT: Blijkbaar gebeurde er een foutje met de figuur, wanneer je erop klikt wordt ze terug wit...

[biologiestudent]

Ik dacht om het als volgt te doen:

gegeven: Pka(CH3+) = 10,3, Pka(Arg) = 12,5, Pka(Lys)=10,45 en Pka(Coo-)=3,5

Bij Ph(1) zijn de Pka-waardes van CH3+, Arg en Lys significant groter dan de PH waarde dus krijgen deze allemaal een lading +1 toegekend (ze nemen dus een proton op) waardoor de lading van het proteïne nu +3 is

Bij Ph(7) zijn de Pka-waardes van CH3+, Arg en Lys significant groter dan de pH waarde dus krijgen deze allemaal een lading +1. Echter da lading van COO- is significant kleiner, dus deze krijgt dan lading -1 wat tot een uiteindelijke lading van 3 maal 1 - 1 = +2 leidt

Bij Ph(13) is enkel de lading van COO- significant kleiner dus komen we tot lading -1

Dat zou dan antwoord iii zijn

Klopt het wat ik hier gedaan heb?

Alvast bedankt voor de uitleg!!!

[peptideresearch]

PeptideResearch denkt er zo over, misschien heb je er wat aan:

Stap 1: Identificeer de ioniseerbare groepen

Eerst schrijven we de sequentie uit en markeren we alle groepen die een lading kunnen dragen bij de gegeven pH-waarden.

Sequentie: Ala - Arg - Lys - Ala - Asn - Ser - Ala - Ser

Laten we de zijketens (R-groepen) analyseren:

Ala (Alanines): Heeft een methylgroep (-CH₃). Niet ioniseerbaar.

Arg (Arginine): Heeft een guanidinogroep. Basisch. pKₐ ≈ 12.5. Deze groep is positief geladen wanneer ze geprotoneerd is.

Lys (Lysine): Heeft een aminogroep (-NH₂). Basisch. pKₐ ≈ 10.5. Deze groep is positief geladen wanneer ze geprotoneerd is.

Asn (Asparagine): Heeft een amidegroep (-CONH₂). Niet ioniseerbaar.

Ser (Serine): Heeft een hydroxylgroep (-OH). Zeer zwak zuur, pKₐ ≈ 13-15. Speelt alleen een rol bij zeer hoge pH.

Vergeet niet de uiteinden van het peptide:

N-terminus (Ala): Heeft een α-aminogroep (-NH₃⁺). Basisch. pKₐ ≈ 8.0. Positief geladen als geprotoneerd.

C-terminus (Ser): Heeft een α-carboxylgroep (-COOH). Zuur. pKₐ ≈ 3.1. Negatief geladen als gedeprotoneerd.

Stap 2: Bereken de netto lading bij pH 1 (zeer zuur)

Bij een zeer lage pH (1) zijn alle zure groepen geprotoneerd (neutraal) en alle basische groepen geprotoneerd (positief).

N-terminus: -NH₃⁺ (lading: +1)

C-terminus: -COOH (lading: 0)

Arg zijketen: Geprotoneerd (lading: +1)

Lys zijketen: Geprotoneerd (lading: +1)

Ser zijketen: -OH (geprotoneerd, lading: 0)

Totale lading bij pH 1: +1 (N-term) + 0 (C-term) + 1 (Arg) + 1 (Lys) = +3
Stap 3: Bereken de netto lading bij pH 7 (fysiologisch)

Bij pH 7 (rond het neutrale punt) zijn de meeste pKₐ-waarden gepasseerd voor de zure groepen, maar niet voor de basische.

N-terminus: pKₐ ≈ 8.0. Bij pH 7 is deze voor ongeveer de helft gedeprotoneerd, maar voor de vereenvoudigde berekening (gebruikelijk in zulke vragen) houden we aan: pH is lager dan pKₐ, dus grotendeels geprotoneerd. We rekenen hem als +1.

C-terminus: pKₐ ≈ 3.1. Bij pH 7 (pH > pKₐ) is deze volledig gedeprotoneerd. Lading: -1

Arg zijketen: pKₐ ≈ 12.5. Bij pH 7 (pH << pKₐ) is deze volledig geprotoneerd. Lading: +1

Lys zijketen: pKₐ ≈ 10.5. Bij pH 7 (pH << pKₐ) is deze volledig geprotoneerd. Lading: +1

Ser zijketen: pKₐ ≈ 13-15. Bij pH 7 is deze volledig geprotoneerd. Lading: 0

Totale lading bij pH 7: +1 (N-term) + (-1) (C-term) + 1 (Arg) + 1 (Lys) = +2
Stap 4: Bereken de netto lading bij pH 13 (zeer basisch)

Bij een zeer hoge pH (13) zijn alle basische groepen gedeprotoneerd (neutraal) en alle zure groepen gedeprotoneerd (negatief).

N-terminus: pKₐ ≈ 8.0. Bij pH 13 (pH >> pKₐ) is deze volledig gedeprotoneerd. Lading: 0

C-terminus: pKₐ ≈ 3.1. Bij pH 13 (pH >> pKₐ) is deze volledig gedeprotoneerd. Lading: -1

Arg zijketen: pKₐ ≈ 12.5. Bij pH 13 (pH > pKₐ) is deze net gedeprotoneerd. Lading: 0

Lys zijketen: pKₐ ≈ 10.5. Bij pH 13 (pH >> pKₐ) is deze volledig gedeprotoneerd. Lading: 0

Ser zijketen: pKₐ ≈ 13-15. Bij pH 13 (pH ≈ pKₐ) is deze voor een deel gedeprotoneerd. Voor de eenvoud rekenen we hem vaak nog als neutraal (0), maar strikt genomen draagt hij hier bij aan een kleine negatieve lading. Dit bevestigt dat de totale lading negatief is.

Totale lading bij pH 13: 0 (N-term) + (-1) (C-term) + 0 (Arg) + 0 (Lys) = -1
(De eventuele deprotonatie van Serine zou de lading nog negatiever maken, maar -1 is de minimale lading van het hoofdbackbone en de altijd-ioniseerbare groepen).
Conclusie

De ladingsverdeling is: pH 1: +3, pH 7: +2, pH 13: -1.

Dit komt overeen met antwoord iii. +3, +2, -1.

Samenvatting van de redenering:
Je kijkt naar alle ioniseerbare groepen (N-term, C-term, en de zure/basische zijketens). Vervolgens vergelijk je de pH van de oplossing met de pKₐ van elke groep:

Als pH << pKₐ → groep is geprotoneerd.

Als pH >> pKₐ → groep is gedeprotoneerd.
Tel ten slotte alle ladingscontributies bij elkaar op voor de netto lading.