hce_tcu
108年
化學
第 50 題
Glutamic acid 的結構為，其 $pK_1$，$pK_2$，$pK_3$分別為 2.2, 4.3 和 9.7, 由其 $pK_a$ 來計算此胺基酸的等電點(isoelectric point)約是？
- A 2.2
- B 3.2
- C 4.3
- D 7.0
思路引導 VIP
若我們將環境 pH 值從強酸慢慢調升，麩胺酸分子會依照 $pK_a$ 的大小依序失去質子。請思考：在分子從「帶正電」轉變為「帶負電」的過程中，會經過一個「淨電荷為零」的階段，這個階段是被哪兩個解離常數所規範的界限呢？
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恭喜你準確判斷出 Glutamic acid（麩胺酸） 的特性！這題的核心在於區分不同官能基的解離常數並應用於等電點的計算。麩胺酸屬於酸性胺基酸，其構造中除了主鏈的 $\alpha$-羧基（$pK_1=2.2$）與 $\alpha$-胺基（$pK_3=9.7$）外，側鏈還多了一個羧基（$pK_2=4.3$）。在計算等電點 ($pI$) 時，關鍵在於找出分子處於「淨電荷為零」時所夾帶的兩個 $pK_a$ 區間。
酸性側鏈與電中性點
由於麩胺酸具有兩個酸性基團與一個鹼性基團，當溶液 pH 值極低時，分子帶正電荷；隨著 pH 值升高，兩個羧基會先後解離。因此，分子呈現電中性（zwitterion）的狀態會發生在兩個羧基解離階段之間。計算方式應取酸性端兩個 $pK_a$ 的平均值：
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