等電點

原圖鏈接教案網

等電點是兩性電解質 所帶電荷因溶液的pH值不同而改變，當兩 性電解質正負電荷數值相等時，溶液的pH 值即稱為該物質的等電點。蛋白質是兩性電 解質，其等電點和它所含的酸性氨基酸和鹼 性氨基酸的數量比例有關。各種蛋白質因氨基酸殘基組成不同，等電點也不一樣。當溶 液在某一特定pH值的條件下，蛋白質所帶 正電荷與負電荷恰好相等（總淨電荷為零） 時，在電場中既不向陽極移動，也不向陰極 移動。因此利用電泳的方法可以確定蛋白質 的等電點，也可以將不同帶電性質和不同大 小、形狀的蛋白質分子進行分離純化。蛋白質在等電點時，因為沒有相同電荷而互相排 斥的影響，所以最不穩定，溶解度最小，極 易借靜電引力迅速結合成較大的聚集體，因 而沉澱析出。同時蛋白質的黏度、滲透壓、 膨脹性以及導電能力均為最小。（張林）

目錄

簡介

等電點（pI,isoelectric point）

例如：在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，所帶淨電荷為零，呈電中性，此時溶液的pH稱為該氨基酸的等電點。

兩性離子所帶電荷因溶液的pH值不同而改變，當兩性離子正負電荷數值相等時，溶液的pH值即其等電點。

當外界溶液的pH大於兩性離子的pI值，兩性離子釋放質子帶負電。

當外界溶液的pH小於兩性離子的pI值，兩性離子質子化帶正電。

當達到等電點時氨基酸在溶液中的溶解度最小。

簡單公式

等電點:某一氨基酸處於淨電荷為零的兼性離子狀態時的介質pH，用pl表示。

使用該分子的酸度係數可以計算一個只帶一個胺基和一個羧基的氨基酸的等電點。

即：pI=(pK1+pK2)/2 不過更加精確的計算需要對酸和鹼方面有更深入的知識。

中性氨基酸的羧基解離程度大於氨基，故其pI偏酸，pI值略小於7.0；酸性氨基酸的羧基解離程度更大，pI明顯小於7.0；鹼性氨基酸的氨基解離程度明顯大於羧基等，故其pI大於7.0；在一定的pH條件下，氨基與羧基的解離程度相等，靜電荷為零，此時溶液的pH即為其等電點。

區別酸鹼

氨基酸具有氨基和羧基的典型反應，例如氨基可以羥基化、酰基化，可與亞硝酸作用；羧基以成酯或酰氯或酰胺等。此外，由於分子中同時具有氨基與羧基，還有氨基酸所特有的性質。

氨基酸分子中既含有氨基，又含有羧基，所以氨基酸與強酸強鹼都能成鹽，氨基酸是兩性物質，本身能形成內鹽。

氨基酸的高熔點(實際為分解點)、難溶於非極性有機溶劑等性質說明氨基酸在結晶狀態是以兩性離子存在的。

在水溶液中，氨基酸二偶極離子既可以與一個H+結合成為正離子，又可以失去一個H+成為負離子。這三種離子在水溶液中通過得到或失去互相轉換同時存在，在pH值達到等電點時溶液處於平衡。

等電點不是中性點，不同氨基酸由於結構不同，等電點也不同。酸性氨基酸水溶液的等電點必然小於7，所以必須加入較多的酸才能使正負離子量相等。反之，鹼性氨基酸水溶液中正離子較多，則必須加入鹼，才能使負離子量增加。所以鹼性氨基酸的等電點必然大於7。

各種氨基酸在其等電點時，溶解度最小，因而用調節等電點的方法，可以分離氨基酸的混合物。

氨基酸形成內鹽

氨基酸的晶體是以偶極離子的形式存在。

這種偶極離子是分子內的氨基與羧基成鹽的結果，故又叫內鹽。

核酸的等電點比較低。如DNA的等電點為4～4.5，RNA的等電點為2～2.5。

等 電 點

在氨基酸溶液中存在如下平衡，在一定的pH值溶液中，正離子和負離子數量相等且濃度都很低，而偶極濃度最高，此時電解以偶極離子形式存在，氨基酸不移動。這時溶液的pH值便是該氨基酸的等電點。

應用

蛋白質的沉澱 同種蛋白質在水溶液中帶有同種電荷，互相排斥，且蛋白質表面能形成水化膜，這就使得蛋白質溶液（實際上是膠體）十分穩定。要想破壞其穩定性讓其沉澱則需要從這兩方面入手，也就是除去水化膜和表面電荷。

比如，可以先將蛋白質的pH調整至等電點，這時的蛋白質分子呈等電狀態，雖不很穩定，但還有水膜的保護作用，一般不致沉澱，如果這時加入脫水劑除去蛋白質分子的水膜，則蛋白質分子互相凝聚、沉澱析出。先脫水，後調節pH到等電點，也同樣可使蛋白質沉澱。

蛋白質的電泳 當蛋白質不處於等電點狀態時其總是帶有一定電荷的，可以利用此特性使其電泳。還可以通過調節電泳液的pH來控制蛋白質的電泳方向和速度。

陶瓷材料 在材料科學裡在許多水處理過程中使用金屬氧化物的等電點。這些物質在水裡一般認為其表面覆蓋了一層表面氫氧基。pH值高於等電點時其表面主要覆蓋的是M-O，在pH值低於等電點時其表面主要覆蓋的是M-OH。根據材料因素如純度、物相以及物理因素如溫度不同這些值可能出入很大。等電點的精確測量需要非常仔細的操作和現代化的技術。

常見pI

蛋白質 等電點（參考值）

蛋白質 等電點

鮭精蛋白[salmine] 12.1

鯡精蛋白[clupeine] 12.1

鱘精蛋白[sturline] 11.71

胸腺組蛋白[thymohistone] 10.8

珠蛋白（人）[globin(human)] 7.5

卵白蛋白[ovalbuin] 4.71; 4.59

伴清蛋白[conal bumin] 6.8;7.1

血清白蛋白[serum albumin] 4.7-4.9

肌清蛋白[myoal bumin] 3.5

肌漿蛋白[myogen A] 6.3

β-乳球蛋白[β-lactoglobulin] 5.1-5.3

卵黃蛋白[livetin] 4.8-5.0

γ1—球蛋白（人）[γ1-globulin(human)] 5.8;6.6

γ2—球蛋白（人）[γ2-globulin(human)] 7.3;8.2

肌球蛋白A[myosin A] 5.2-5.5

原肌球蛋白[myosin A] 5.1

鐵傳遞蛋白[siderophilin] 5.9

胎球蛋白[fetuin] 3.4-3.5

血纖蛋白原[fibrinogen] 5.5-5.8

α-眼晶體蛋白[α-crystallin] 4.8

β-眼晶體蛋白[β-crystallin] 6

花生球蛋白[arachin] 5.1

伴花生球蛋白[conarrachin] 3.9

角蛋白類[keratins] 3.7-5.0

還原角蛋白[keratein] 4.6-4.7

膠原蛋白[collagen] 6.5-6.8

魚膠[ichthyocol] 4.8-5.2

白明膠[gelatin] 4.0-4.1

α-酪蛋白[α-casein] 4.0-4.1

β-酪蛋白[β-casein] 4.5

γ-酪蛋白[γ-casein] 5.8-6.0

α-卵清粘蛋白[α-ovomucoid] 3.83-4.41

α1-粘蛋白[α1-mucoprotein] 1.8-2.7

卵黃類粘蛋白[vitellomucoid] 5.5

尿促丄性腺激素[urinary gonadotropin] 3.2-3.3

溶菌酶[lyso zyme] 11.0-11.2

肌紅蛋白[myoglobin] 6.99

血紅蛋白（人）[hemoglobin(human)] 7.07

血紅蛋白（雞）[hemoglobin(hen)] 7.23

血紅蛋白（馬）[hemoglobin(horse)] 6.92

血藍蛋白[hemerythrin] 4.6-6.4

蚯蚓血紅蛋白[chlorocruorin] 5.6

血綠蛋白[chlorocruorin] 4.3-4.5

視紫質[erythrocruorins] 4.6-6.2細胞色素C[cytochrome C] 9.8-10.1

視紫質[rhodopsin] 4.47-4.57

促凝血酶原激酶[thromboplastin] 5.2

α1-脂蛋白[α1-lipoprotein] 5.5

β1-脂蛋白[β1-lipoprotein] 5.4

β-卵黃脂磷蛋白[β-lipovitellin] 5.9

蕪菁黃花病毒[turnip yellow vvirus] 3.75

牛痘病毒[vaccinia virus] 5.3

生長激素[somatotropin] 6.85

催乳激素[prolactin] 5.73

胰島素[insulin] 5.35

胃蛋白酶[pepsin] 1.0左右

糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶[chymotrypsin] 8.1

牛血清白蛋白[bovine serum albumin] 4.9

核糖核酸酶（牛胰）[ribonuclease或Rnase(bovine pancreas)] 7.8

甲狀腺球蛋白[thyroglobulin] 4.58

胸腺核組蛋白[thymonucleohistone] 4左右