Tanım
İzoelektrik nokta, pI, bir proteinin net elektrik yükü taşımadığı pH’tır. pI’sinin altında bir protein pozitif yüklüdür, çünkü bazik grupları protonlanmıştır; üstünde protein negatiftir, çünkü asidik grupları protonlarını kaybetmiştir.
Yük nereden gelir
Yedi yan zincir ve zincirin iki ucu pH ile yük değiştirir. Her birinin bir pKa’sı, yani yarı yarıya yüklü olduğu bir pH’ı vardır. Yaklaşık değerler:
- Asidik (pKa’larının üstünde negatif): C-ucu (yaklaşık 3,5), aspartat (3,9), glutamat (4,1), sistein (8,3), tirozin (10,1).
- Bazik (pKa’larının altında pozitif): histidin (6,0), N-ucu (yaklaşık 8,0), lizin (10,5), arginin (12,5).
Kesin pKa değerleri tablolar arasında (EMBOSS, Lehninger, Bjellqvist) değişir; farklı araçların aynı dizi için hafifçe farklı pI değerleri vermesinin nedeni budur.
Nasıl hesaplanır
Denenen bir pH için her grubun yükü Henderson-Hasselbalch denklemiyle hesaplanır: bir bazik grup +1 ÷ (1 + 10pH − pKa), bir asidik grup da −1 ÷ (1 + 10pKa − pH) katkısı yapar. Bunları dizi boyunca toplamak o pH’taki net yükü verir. Sonra net yük sıfır olana kadar pH, ikiye bölme yöntemiyle ayarlanır. Çok lizin ve arginin içeren bir protein yüksek bir pI’ye sahip olur; aspartat ve glutamat bakımından zengin olanın pI’si düşüktür.
pI ne için kullanılır
- İzoelektrik odaklama ve 2B jeller: bir protein bir pH gradyanında pI’sine ulaşana kadar göç eder ve durur.
- İyon değişimi kromatografisi: pI’sinin altındaki bir pH’ta protein bir katyon değiştiriciye, pI’sinin üstünde bir anyon değiştiriciye bağlanır.
- Çözünürlük: proteinler pI’lerinin yakınında en az çözünür; bu, çökeltme için kullanılır ve saklama tamponlarının pI’den en az bir pH birimi uzak tutulmasının nedenidir.
Hesapla
Protein izoelektrik noktası hesaplayıcısı bir ya da birçok dizi için pI’yi ve seçtiğin her pH’taki net yükü verir. Protein istatistikleri amino asit bileşimini, Protein molekül ağırlığı da dalton cinsinden kütleyi ekler.