Каков суммарный заряд молекулы олигопептида, выделенного из мозга животного, при рН 3,0, 5,5 и 11,0? В какой диапазон

Для решения этой задачи, нам необходимо знать растворимость групп аминокислот в зависимости от pH (показателя рН) среды.

Олигопептиды состоят из аминокислот, в каждой из которых присутствует аминогруппа (NH2) и карбоксильная группа (COOH). Обе эти группы являются ионизирующимися, то есть при растворении они могут отдать или принять протоны (H+).

Заряд молекулы олигопептида зависит от соотношения количества положительно и отрицательно заряженных групп в ней. В кислой среде (низкий рН), аминогруппы становятся полностью ионизированными (NH3+), а карбоксильные группы - депротонированными (COO-). Следовательно, молекула олигопептида при низком рН будет иметь положительный заряд.

Наоборот, в щелочной среде (высокий рН), аминогруппы становятся депротонированными (NH2), а карбоксильные группы - полностью ионизированными (COO-). Таким образом, молекула олигопептида будет иметь отрицательный заряд.

Изоэлектрическая точка (pI) пептида - это значение рН, при котором он имеет нейтральный заряд. Чтобы найти это значение, необходимо учитывать pKa значений аминогруппы и карбоксильной группы каждой аминокислоты в молекуле пептида.

Проводить расчеты для всех аминокислот приводит к сложностям, поэтому я предлагаю использовать приближенный метод. Легче всего найти pI путем усреднения pKa значений аминогруппы и карбоксильной группы наиболее "нейтральной" аминокислоты в молекуле.

Для большинства пептидов, таких как олигопептид, обычно используются аминокислоты глицин и аланин. Среднее значение pKa для глицина составляет около 2,34 для аминогруппы и около 9,60 для карбоксильной группы. А для аланина это около 2,35 и 9,87 соответственно.

Чтобы найти pI, возьмем среднее арифметическое пKa аминогруппы и карбоксильной группы для глицина и аланина:
\[pI = \frac{(pKa(NH2) + pKa(COOH))}{2}\]

Затем, можем использовать найденное значение pI для того, чтобы определить, в каком диапазоне рН находится исоэлектрическая точка пептида. Если рН меньше pI, то молекула олигопептида будет иметь положительный заряд. Если рН выше pI, то молекула олигопептида будет иметь отрицательный заряд. Если рН равно pI, то молекула олигопептида будет иметь нейтральный заряд.

Теперь рассмотрим заданные значения рН - 3,0, 5,5 и 11,0.

1) При рН 3,0 - это кислая среда. Молекула олигопептида будет иметь положительный заряд.

2) При рН 5,5 - это уже близко к нейтральному значению. Можно приближенно сказать, что заряд молекулы олигопептида будет близким к нейтральному.

3) При рН 11,0 - это щелочная среда. Молекула олигопептида будет иметь отрицательный заряд.

Для определения точного диапазона рН и изоэлектрической точки пептида, необходимо знать состав аминокислот в молекуле и их особенности. Поэтому, для более точного ответа, требуется больше информации о молекуле олигопептида.