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Intro ......

 

NH3+기, 카르복실기는 하나의 하전된 이미다졸이 양성자를 방출하게 되고, 50ml 뷰렛 8개와 스탠드 4개 set (스탠드 하나당 두 개씩 HCl, 그것의 적정 곡선은 H+과 각 작용기의 반응을 나타낸다. 아미노산은 가운데 탄소를 중심으로 -H, NaOH용) 작은 비이커 50ml 2개 (HCl, NaOH 중 한가지 적정만 선택해서 하면 1개만 준비) 2.1M KHPO를 1:1로 혼합한 용액 3-4조 아미노산 A, Shawn O. 아주 낮은 pH상태의 글루탐산 분자는 아미노기가 양전하를 띠고 있어 양전하 1을 갖는다.자연과학 올립니다 생화학 실험 - 아미노산의 적정 Down [자연과학] 생화학 실험 - 아미노산의 적정. 아미노산을 적정할 때, 0. 아주 낮은 pH 상태의 히스티딘 분자는 이미다졸과 아미노기가 모두 양전하를 띠기 때문에 순수한 양전하 2를 갖는다.1M KHPO를 1:1로 혼합한 용액 각각 25ml씩 250ml용 비이커에 넣고 증류수 50ml를 첨가한 시료를 두 개씩 준비 (조당 HCl, 수소를 제외한 나머지 부분은 용액의 pH 에 따라서 전하량이 변하게 된다 ......

 

 

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자연과학 올립니다 생화학 실험 - 아미노산의 적정 Down

 

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자연과학 올립니다 생화학 실험 - 아미노산의 적정

 

[자연과학] 생화학 실험 - 아미노산의 적정

 

아미노산의 적정

서론

아미노산은 약한 다양자성 산이다. 아미노산들은 관여하는 반응에 따라 산 또는 염기로 작용한다. 이는 아미노산의 α-C에 붙어있는 COO-, NH3+기, R group이 pH에 따라 각각 다른 형태로 존재하기 때문이다. 아미노산은 산으로 적정할 때 염기로 작용하고 염기로 적정할 때는 산으로 작용한다. 이번 실험에서는 HCL, NaOH 용액으로 주어진 아미노산 시료들을 적정해 얻어진 적정곡선을 분석하여 정체를 알아내는 것이다.

 

재료 및 연구방법

준비물 :

0.1M 히스티딘, 알라닌, 글루탐산 각각 200ml씩

(시약병 표면에는 아미노산 이름을 적지 말고 미지시료 A, B, C로 표기)

pH 미터기 많을수록 좋음

(조별로 있으면 가장 좋지만 최대한 많이 확보해야 실험이 빨리 끝남)

표준 완충용액, 0.1M NaOH, 0.1M HCl

vortexer, 50ml 뷰렛 8개와 스탠드 4개 set (스탠드 하나당 두 개씩 HCl, NaOH용)

작은 비이커 50ml 2개 (HCl, NaOH 뷰렛에 부을 때 사용)

비이커 250ml 16개 (조당 HCl, NaOH 중 한가지 적정만 선택해서 하면 8개로 가능)

폐액통, Kim wipes, 증류수

 

1. 시료 준비

1-2조 아미노산 A, 0.1M KHPO과 0.1M KHPO를 1:1로 혼합한 용액

3-4조 아미노산 A, 아미노산 B

5-6조 아미노산 B, 아미노산 C

7-8조 아미노산 C, 0.1M KHPO과 0.1M KHPO를 1:1로 혼합한 용액

 

각각 25ml씩 250ml용 비이커에 넣고 증류수 50ml를 첨가한 시료를 두 개씩 준비

(조당 HCl, NaOH 중 한가지 적정만 선택해서 하면 1개만 준비)

 

2. 시료가 들어있는 비이커 하나에 0.1M HCl or NaOH을 1ml 씩 첨가하면서 pH 변화를 측정

pH 미터기 표준화

시료의 pH 측정

뷰렛에 담긴 HCl (혹은 NaOH) 용액을 1ml 첨가

잘 혼합

시료의 pH 측정

계속해서 1ml 씩 HCl or NaOH을 첨가해 가면 pH 1.5(HCl) / pH 12(NaOH)근처에

이를 때까지 pH 측정

 

3. HCl 적정한 후 pH 변화와 NaOH로 적정한 후 pH 변화를 한 그래프에 나타내고 사용한 시료가 어떤 아미노산 이었는지를 측정

 

※ pH 미터기가 적으면 조를 나눠 NaOH나 HCl 한가지로만 적정을 해야 할 것 같음

결과

아미노산 A

 

아미노산 B

 

아미노산 C

인산 혼합 용액

 

고찰

아미노산은 알칼리를 첨가하면 수소이온을 잃고, 산을 첨가하면 수소이온을 가진다. 그 때문에 아미노산의 수용액은 pH의 변화에 저항하는 완충작용을 가진다. 히스티딘, 알라닌, 글루탐산은 각각 필수아미노산의 한 종류로 성질이 다르다. 염기성인 히스티딘, 산성인 글루탐산, 비극성이며 중성인 알라닌으로 나뉜다.

아미노산은 가운데 탄소를 중심으로 -H, 카르복실기, 아미노기, 아미노산을 결정하는 작용기가 이렇게 4개가 달려있는데 이때, 수소를 제외한 나머지 부분은 용액의 pH 에 따라서 전하량이 변하게 된다. 이 전하량을 단순히 계산한 식이 net charge 이다. net charge는 pH에 따라 크게 변하고 net charge가 0이 되는 pH를 등전점이라고 한다.

아미노산의 카르복실기과 아미노기의 일반적인 구조는 중성 pH를 나타낸다. 하전된 작용기가 없는 아미노산은 전하가 없는 zwitter이온과 같은 중성 용액에 존재한다. Zwitter이온은 같은 양의 음전하와 양전하를 갖기 때문에 용액 상태에서 전기적으로 중성이다.

아미노산을 적정할 때, 그것의 적정 곡선은 H+과 각 작용기의 반응을 나타낸다. 알라닌의 카르복실기와 아미노기는 적정 곡선을 형성할 수 있는 두 개의 작용기이다. 아주 낮은 pH 상태의 알라닌은 양성자를 가지고 있는 카르복실기와 양전하로 하전되어 양성자를 갖는 아미노기를 포함하고 있다. 이러한 상태에서의 알라닌의 순수한 양전하는 1이다. 여기에 염기를 첨가하면 카르복실기에서 양성자를 잃고 음전하의 카르복실기가 되며, 용액의 pH는 상승한다. 알라닌은 이제 순수한 양전하를 가지고 있지 않게 된다. 염기를 계속 첨가하여 pH가 상승하면 양성자를 가지고 있던 아미노기는 양성자를 잃게 되고, 알라닌 분자의 음전하는 1이 된다. 알라닌의 적정 곡선은 2염기 산의 곡선을 그린다. 그러므로 아미노산 B는 알라닌이다.

히스티딘 역시 적정 곡선을 그리는 작용기이다. 아주 낮은 pH 상태의 히스티딘 분자는 이미다졸과 아미노기가 모두 양전하를 띠기 때문에 순수한 양전하 2를 갖는다. 여기에 염기를 첨가하면 pH는 상승하게 되고, 카르복실기는 하나의 하전된 이미다졸이 양성자를 방출하게 되고, 히스티딘이 전하를 갖지 않는 지점에 도달한다. 분자는 음전하 1을 나타낸다. 히스티딘의 적정 곡선은 3염기 산의 곡선을 그린다. 그러므로 아미노산 A는 히스티딘이다.

아주 낮은 pH상태의 글루탐산 분자는 아미노기가 양전하를 띠고 있어 양전하 1을 갖는다. 염기를 첨가하면 카르복실기는 양성자를 방출하게 되고 작용기에서도 양성자를 방출하게 되어 분자는 음전하 2를 갖게 된다. 글루탐산의 적정 곡선은 3염기 산의 곡선을 그린다. 나머지 아미노산 C는 글루탐산이 된다.

 

참고문헌

대사를 중심으로한 생화학/ 이주희 외 4/ 2013/ 교문사

생화학/ Mary K. Campbell, Shawn O. Farrell/ 곽한식, 김재원, 김하근/ 2009/ 라이프 사이언스

 

 

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