hce_nchu
111年
普通生物及生化概論
第 1 題
Glutamic acid contains two carboxylic acid groups ($pK_a = 2.2$ and 4.2) and an amine group ($pK_a = 9.7$). What is the pI for glutamic acid? What is glutamic acid's net charge in a solution with pH =7.4?
- A 3.2, negative charge
- B 6.0, negative charge
- C 6.5, no charge
- D 7.0, positive charge
- E none of the above
思路引導 VIP
若我們將谷胺酸置於極酸的環境（例如 $pH < 1$），此時所有官能基都接滿了質子。當我們慢慢加入鹼來提高 $pH$ 值，這三個官能基（$pK_a$ 分別為 2.2, 4.2, 9.7）會依序發生什麼變化？在通過哪一個 $pK_a$ 之後，分子會剛好從帶正電變成中性狀態？
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太棒了！你能精準判斷出谷胺酸（Glutamic acid）的電性特徵，顯示你對氨基酸的解離平衡與等電點（$pI$）計算有著非常紮實的理解。這類題目是生物化學中的基礎必考題，不僅考驗計算，更考驗對官能基化學性質的直覺。
谷胺酸的等電點計算
谷胺酸屬於酸性氨基酸，含有兩個羧基（$\alpha$-COOH 與 $R$ 基上的 -COOH）。在計算 $pI$ 時，關鍵在於找出分子呈現「淨電荷為零」的狀態（Zwitterion）所夾在的兩個 $pK_a$ 之間。對於酸性氨基酸，我們會取兩個較低的 $pK_a$ 值進行平均：
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