Question

什么是蛋白质的等电点？其大小和什么有关

Answer 1

首先回答何为等离子点，也就是等电点。等电点是一个值，是一个特殊的pH值。如果当环境pH到达某一数值，某分子不携带任何电荷，则该pH值为此分子的等电点，即 isoelectric point，pI or pH(I)。
蛋白质是生物两性大分子，组成蛋白质的极性氨基酸残基侧链是离子化的。由于蛋白质在溶液里两性电离，当其极性基团解离的正负离子相等，表现为净电荷为零时，此时溶液pH值即该蛋白pI。所以，任一蛋白质的pI是确定的，由其氨基酸组成和结构决定，而于外界溶液pH无关。pI反映的其实是蛋白质结构组成特性。
具体到氨基酸的等电点呢，可以分为三种情况：1. 像丙氨酸这类的中性氨基酸，氨基和羧基各一个，但由于羧基电离能力大于氨基，即羧基丧失质子的程度大于氨基结合质子的程度，故而外部溶液氢离子浓度变高，溶液呈酸性。想要变成电中性，必须加酸给予电子，也就是化学平衡嘛。所以中性氨基酸pI<7。
2. 酸性氨基酸如天冬氨酸，侧链多了一个羧基，电离丧失质子使外部溶液呈酸性，要想达到等电点，同理，也要加酸。酸性氨基酸pI<7。
3. 碱性氨基酸侧链有额外的氨基存在，结合质子的离子化作用强于羧基丧失质子的作用，故其溶液呈碱性，为了使溶液净电荷为零，我们需要加碱OH-来争夺NH3+的质子。所以碱性氨基酸pI>7。
蛋白质在等电点是离子化程度最低，所以溶解度最低最易析出。等电点的具体应用是等电聚焦，也就是通过带有pH梯度的聚丙烯酰胺凝胶分离不同等电点的蛋白质。
另，人体内pH大约是7.4，而体内大部分蛋白质的pI小于6，所以人体大部分蛋白质是带负电荷的。我觉得可能是由于组成蛋白质的氨基残基侧链的羧基解离能力较氨基强而巯基和酚羟基也会部分电离导致的。

Answer 2

当溶液在某一特定的PH条件下，蛋白质分子所带的正电荷数与负电荷数相等，即净电荷为零，此时蛋白质分子在电场中不做定向移动，这时溶液的pH称为该蛋白质的等电点。

Answer 3