5.4.2. Свойства аминокислот

Аминокислоты - это бесцветные кристаллические твердые вещества. Обычно они растворимы в воде и нерастворимы в органических растворителях. В нейтральных водных растворах аминокислоты существуют в виде биполярных ионов (цвиттерионов) и ведут себя как амфотерные соединения, т. е. проявляются свойства и кислот, и оснований.

Каждая аминокислота характеризуется определенным значением рН, при котором она существует в нейтральной цвиттерионной форме в виде четко выраженного биополя (рис. 5.24). Если при этом значении рН поместить аминокислоту в электрическое поле, то она не будет перемещаться ни к катоду, ни к аноду. Значение рН, соответствующее этому электрически нейтральному состоянию, называется изоэлектрической точкой данной аминокислоты. Для каждой аминокислоты характерна, следовательно, своя особая изоэлектрическая точка.

Рис. 5.24. Нейтральная цвиттерионная форма аминокислоты

(-NH₂, основная группа, обладает сильным сходством к H⁺ - ионам)

(-COOH, кислотная группа, диссоциирует с высвобождением H⁺-ионов)

Амфотерная природа аминокислот существенна в биологическом отношении, так как она означает, что аминокислоты способны в растворах действовать как буферы - препятствовать изменениям рН. Достигается это благодаря тому, что при повышении рН они выступают в роли доноров Н⁺ - ионов, а при понижении - в роли акцепторов этих ионов. На рис. 5.25 показано, что происходит, когда к аминокислоте при значении рН, равном ее изоэлектрической точке, добавляют какую-либо кислоту (А) или какое-либо основание (Б).

Рис. 5.25. Влияние кислоты и основания на изоэлектрическую точку аминокислоты. Вверху показана цвиттерионная форма аминокислоты при изоэлектрической точке, при которой суммарный заряд молекулы равен нулю. А. К раствору аминокислоты добавляется кислота (рН понижается). Аминокислота присоединяет ионы Н⁺, приобретает положительный заряд и будет теперь в электрическом поле перемещаться к отрицательному электроду (катоду). Ее суммарный заряд становится положительным. Б. К раствору добавляется основание. Аминокислота отдает ионы Н⁺ (рН повышается), приобретает отрицательный заряд и будет теперь в электрическом поле перемещаться к положительному электроду (аноду). Ее суммарный заряд становится отрицательным