Titik isoelektrik (pI) memberi tahu Anda pH di mana asam amino, peptida, atau protein tidak memiliki muatan listrik bersih — sejumlah ahli biokimia mengandalkan segala hal mulai dari memprediksi bagaimana protein terlipat hingga merancang langkah elektroforesis atau pemurnian pertukaran ion. Kalkulator ini menghitung pI dari nilai pKa, baik untuk salah satu dari 20 asam amino standar atau untuk peptida khusus yang Anda tetapkan.
Bagaimana pI dihitung dari nilai pKa
Setiap gugus yang dapat terionisasi pada asam amino — tulang punggung α-karboksil, tulang punggung α-amino, dan rantai samping apa pun yang dapat terionisasi — memiliki pKa sendiri, yaitu pH di mana gugus tersebut setengah terprotonasi dan setengah terdeprotonasi. Ketika pH naik dari sangat asam ke sangat basa, muatan bersih molekul turun satu unit pada setiap pKa yang dilintasinya, berpindah dari terprotonasi penuh (paling positif) ke terdeprotonasi penuh (paling negatif). Titik isoelektrik berada di daerah datar dengan muatan bersih melintasi nol, dan hasilnya adalah rata-rata dua nilai pKa di kedua sisi persimpangan tersebut — untuk glisin, yang satu-satunya gugus yang dapat terionisasi adalah gugus utama karboksil (pKa 2,34) dan amino (pKa 9,60), yaitu (2,34 + 9,60) / 2 = 5,97.
Mengapa rantai samping menggeser pI ke atas atau ke bawah
Tujuh dari dua puluh asam amino standar memiliki rantai samping yang terionisasi mendekati pH fisiologis: Aspartat dan Glutamat membawa gugus karboksil ekstra asam, Sistein dan Tirosin membawa tiol atau fenol yang bersifat asam lemah, dan Lisin, Arginin, dan Histidin membawa gugus amino ekstra basa, guanidinium, atau imidazol. Gugus ekstra asam menambahkan pKa rendah lainnya ke dalam campuran, menarik pasangan yang mengapit — dan karenanya pI — ke bawah menuju ujung asam (pI Aspartat adalah 2,77, jauh di bawah glisin 5,97). Kelompok ekstra dasar melakukan hal yang sebaliknya, mendorong pI ke atas menuju ujung dasar (pI Lisin adalah 9,74). Inilah sebabnya mengapa asam amino diklasifikasikan menjadi asam, basa, atau netral berdasarkan rantai sampingnya.
Muatan bersih menjauhi titik isoelektrik
Jauh dari pI, muatan bersih suatu molekul tidak hanya +1, 0, atau −1 — tetapi berubah dengan lancar seiring dengan pergeseran keadaan protonasi setiap gugus sesuai dengan kesetimbangan Henderson-Hasselbalch. Tab Pengisian pada pH kalkulator ini menjumlahkan protonasi fraksional masing-masing kelompok untuk melaporkan muatan berkelanjutan (misalnya +0,85, bukan +1), yang lebih mendekati perilaku sebenarnya protein dalam larutan dan merupakan dasar teknik seperti pemfokusan isoelektrik, yaitu campuran protein dipisahkan berdasarkan pH karena masing-masing protein berhenti bermigrasi dalam medan listrik tepat pada pI-nya sendiri.