Definisinya
Titik isoelektrik, pI, adalah pH saat protein tidak membawa muatan listrik bersih. Di bawah pI-nya protein bermuatan positif, karena gugus basanya terprotonasi; di atasnya protein bermuatan negatif, karena gugus asamnya telah melepaskan protonnya.
Dari mana muatan berasal
Tujuh rantai samping dan kedua ujung rantai berubah muatan menurut pH. Masing-masing punya pKa, yaitu pH saat setengahnya bermuatan. Nilai perkiraan:
- Asam (negatif di atas pKa-nya): ujung C (sekitar 3,5), aspartat (3,9), glutamat (4,1), sistein (8,3), tirosin (10,1).
- Basa (positif di bawah pKa-nya): histidin (6,0), ujung N (sekitar 8,0), lisin (10,5), arginin (12,5).
Nilai pKa yang tepat berbeda antar tabel (EMBOSS, Lehninger, Bjellqvist), itulah sebabnya alat yang berbeda memberikan nilai pI yang sedikit berbeda untuk sekuens yang sama.
Cara menghitungnya
Untuk suatu pH percobaan, muatan tiap gugus dihitung dengan persamaan Henderson-Hasselbalch: gugus basa menyumbang +1 ÷ (1 + 10pH − pKa) dan gugus asam −1 ÷ (1 + 10pKa − pH). Menjumlahkannya di seluruh sekuens memberikan muatan bersih pada pH itu. pH kemudian disesuaikan, dengan biseksi, sampai muatan bersihnya nol. Protein dengan banyak lisin dan arginin berakhir dengan pI tinggi; yang kaya aspartat dan glutamat punya pI rendah.
Kegunaan pI
- Pemfokusan isoelektrik dan gel 2D: protein bermigrasi dalam gradien pH sampai mencapai pI-nya lalu berhenti.
- Kromatografi penukar ion: pada pH di bawah pI-nya protein terikat pada penukar kation; di atas pI-nya, pada penukar anion.
- Kelarutan: protein paling sukar larut di dekat pI-nya, yang dimanfaatkan untuk pengendapan dan menjadi alasan bufer penyimpanan dijaga setidaknya satu satuan pH dari pI.
Hitung
Titik Isoelektrik Protein memberikan pI dan muatan bersih pada pH apa pun yang Anda pilih, untuk satu atau banyak sekuens. Statistik Protein menambahkan komposisi asam amino, dan Berat Molekul Protein massa dalam dalton.