[생화학 실험]아미노산의 적정

소개글

아미노산의 산과 염기의 성질에 대해 알아보고 그 성질을 통해 아미노산을 적정한다. 미지의 아미노산을 NaOH로 적정하여 그 결과를 보고 미지의 아미노산을 확인한다. 또한 이를 통해 등전점에 대해 이해한다.

본 실험에서는 3가지의 아미노산을(아스파틱 산(aspartic acid), 페닐알라닌(phenylalanine), 리신(lysine)) 이용한 적정 실험을 하였습니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 시약 및 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항
7. 참고 자료
8. Reference

본문내용

1. 실험 목적
(1) 아미노산의 산과 염기의 성질에 대해 알아보고 그 성질을 통해 아미노산을 적정한다. 미지의 아미노산을 적정하여 그 결과를 보고 미지의 아미노산을 확인한다. 또한 이를 통해 등전점에 대해 이해한다.
(2) 1가지의 완충용액과 3가지의 아미노산을 적정하여, 이 아미노산의 pH 변화를 그래프로 그려, 시료가 어떤 아미노산이었는지 측정하고, 아미노산의 특성에 대해 이해해보도록 한다.
(3) 아미노산의 pKa는 수용액 내의 짝산과 짝염기의 농도가 같을 때의 pH라는 것은 Henderson - Hasselbalch equation을 살펴보면 알 수 있다. 적정곡선 상에서 보면 염기를 가하여도 pH가 그다지 변화하지 않는 변곡점에서의 pH가 아미노산의 pKa이다. 이렇게 아미노산 용액을 염기성 용액으로 적정하면 적정곡선을 통해서 당량점과 pKa를 찾을 수 있다.
(4) 본 실험에서는 aspartic acid, phenylalanine, lysine 3가지 아미노산에 대하여 NaOH 용액으로 적정한 그래프를 얻어, 각 아미노산의 pKa값과 당량점을 구하고 실험에 쓰인 아미노산을 알아낸다

2. 실험 이론 및 원리
자연계에는 매우 다양한 단백질들이 존재한다. 그들의 화학적 및 물리적 성질들은 서로 다른 경우가 많다. 예를 들면 머리카락의 주단백질인 케라틴이나 호르몬인 인슐린과 같은 단백질은 분자량과 화학적 조성에 있어서 매우 다르다. 그 밖의 단백질들에 있어서의 화학적 구조의 변이는 검출하기가 어려울 정도로 미미할 경우들이 있는데, 이러한 변이가 생리적 기능에 있어서의 중요한 차이와 관련되는 경우들이 많다. 단백질 구조에 있어서의 이러한 기능의 차이는 분자들에 있어서의 아미노산의 총수나 화학적 성질들의 차이, 단백질에 있어서의 아미노산들의 결합 순서 및 단백질 사슬이 공간에서 접하는 방식 등에 따라서 결정된다. 따라서 단백질들의 생물학적인 기능을 이해하기 위해서는 아미노산과 단백질의 화학을 잘 알아야 한다.
우리 몸을 구성하는 기본요소중 하나인 단백질은 또 어떤 물질로 구성되어 있을까? 전체적 살펴보았을 때 단백질은 ‘아미노산(Amino acid)’이라는 물질의 펩티드 결합으로 구성되어 있다. 대체적인 아미노산의 구조는 다음 그림과 같이 염기성을 띠는 아미노기(-NH2)와 산성을 띠는 카르복시기(-COOH) 및 유기원자단인 R기로 구성되어있다.(예외적으로 프롤린과 히드록시프롤린은 고리구조를 지녔다.) 이처럼 우리에게 필수적인 아미노산을 구분하는 것은 중요한 일이다. 이번 실험에서는 산, 염기의 적정에 의해 아미노산을 구분 짓는 방법을 알아본다. 각 아미노산별로 등전점(Isoelectric point)이 약간씩 다르다는 사실을 이용한다.

참고 자료

(1) Masterton & Hurley, Chemistry Principles and Reactions 5th ed., Buffer, 산-염기 적정
(2) Quantitative Chemical Analysis 4th Ed., 다양성자 이온의 산-염기 평형
(3) Oxtoby Gillis Nachtrieb, Principles Of Modern Chemistry, 5/ed., Thomson Brooks/Cole, 2002, p.340
(4) Purves et. , Life - The Science of Biology, 6/ed., W.H. Feeman & Co., 2001, pp. 36～42
(5) Jeremy M. Berg John L. Tymoczko Lubert Stryer, 박인원, 생화학(제6판), E Public, 2007.
(6) Trudy McKee & James R.Mckee, 박인국 번역, 생화학 길라잡이(제3판), 라이프 사이언스, 2006.