Springen naar inhoud

Stikstof 3 of 4 covalente bindingen?



  • Log in om te kunnen reageren

#1

Arjen.

    Arjen.


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 november 2014 - 21:09

Hoi allemaal,

 

Ik zat te twijfelen of ik deze vraag bij het scheikunde board of bij dit board zou plaatsen. Uiteindelijk heb ik het dus hier geplaatst. 

Mijn vraag gaat over het stikstofatoom. 

 

In mijn boek kwam ik de volgende afbeelding tegen:

n3lCIRl.png

 

Zoals jullie zien heeft het 'onderste' stikstofatoom van lysine 4 covalente bindingen: één met een koolstofatoom en drie met waterstofatomen. 

Als het aminozuur gemethyleerd wordt, blijft het stikstofatoom 4 covelente bindingen houden. Als het geacetyleerd wordt, houd het stikstofatoom slechts 3 covalente bindingen over. Hoe is dit mogelijk? Ik dacht dat atomen een standaard hoeveelheid bindingen hadden die ze aangaan en dat die hoeveelheid niet veranderd kon worden?

 

Het valt me op dat het stikstofatoom bij lysine positief geladen is. Ook bij methylering blijft het stikstofatoom positief geladen. Bij acetylering is het stikstofatoom niet meer positief geladen. Misschien heeft dat er iets mee te maken?

 

Bedankt voor alle hulp!

Veranderd door Arjen., 15 november 2014 - 21:26


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

NW_

    NW_


  • >250 berichten
  • 554 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 november 2014 - 21:29

Dit zal er inderdaad wat mee te maken hebben. Onder standaardomstandigheden (bij fysiologische pH, 7,2 is de aminogroep gemethyleerd). Dit heeft te maken met het fet dat de pka van amine (ongeveer 9) groter is dan de pKa. In dergelijke gevallen treedt protonatie op, daarom komt lysine in de NH3+ vorm voor. Eenzelfde redenering voor de methylatie. Bij de acylering zal de gevormde groep waarschijnlijk een pKa waarde bezitten lager dan 7 ( ik kan de exacte waarde niet onmiddelijk terugvinden). Daardoor zal de het groep gedeprotoneerd worden, met het verdwijnen van de positieve lading op het stikstofatoom tot gevolg.

#3

Kravitz

    Kravitz


  • >1k berichten
  • 4042 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 november 2014 - 22:45

Onder standaardomstandigheden (bij fysiologische pH, 7,2 is de aminogroep gemethyleerd).

 Geprotoneerd zul je wel bedoelen ;).
 

Dit heeft te maken met het fet dat de pka van amine (ongeveer 9) groter is dan de pKa.

Klopt, maar hier spreek je over het N-terminaal amine, niet het amine uit de R-groep. Het amine uit de zijketen van lysine heeft zelfs een  pKa van rond de 10,5 (!). Details, ik weet het, maar niet onbelangrijk. Dezelfde vergelijking gaat natuurlijk wel op.

"Success is the ability to go from one failure to another with no loss of enthusiasm" - Winston Churchill

#4

NW_

    NW_


  • >250 berichten
  • 554 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 november 2014 - 22:51

ik bedoelde inderdaad geprotoneerd ipv gemethyleerd. ;-) Excuses voor de foutjes.

#5

Arjen.

    Arjen.


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 november 2014 - 22:57

Onder standaardomstandigheden (bij fysiologische pH, 7,2 is de aminogroep gemethyleerd). Dit heeft te maken met het fet dat de pka van amine (ongeveer 9) groter is dan de pKa. In dergelijke gevallen treedt protonatie op, daarom komt lysine in de NH3+ vorm voor. 

 

Bedoel je dat de pKa hoger is dan de pH in de omgeving? 

 

Dus als ik jullie antwoorden samenvat:

Bij lysine is de pKa 10.5. In een neutrale omgeving zal daarom lysine geprotoneerd worden. Dit is ook het geval bij gemethyleerd lysine.

Geacetyleerd lysine heeft een pKa lager dan 7. Daardoor is er geen protonatie in een neutrale omgeving.

 

Klopt dit helemaal?


#6

NW_

    NW_


  • >250 berichten
  • 554 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 15 november 2014 - 23:04

Volgens mij zou dit zo moeten kloppen. Tenzij Kravitz hier nog wat aan toe te voegen heeft, hij heeft sowieso meer ervaring met biochemische topics dan ikzelf.

#7

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8808 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 november 2014 - 02:36

Stikstof is een beetje een lastig atoom. Feitelijk heeft het maximaal 5 bindingsplaatsen, net als fosfor wat eronder staat in het periodiek systeem. Stabiele stoffen met 5 bindingen zijn er niet zoveel, verbindingen met 3 bindingsplaatsen echter wel. De simpelste daarvan is ammonia (NH3) wat 3 bindingen heeft, en een lone electron pair. Als je het molecuul tekent zitten de 3 waterstoffen normaliter aan de onderkant in een pyramidevorm, en het lone pair aan de bovenkant.

Als je NH3 protoneert ontstaat het NH4+ ion, dat een structuur heeft die lijkt op die van methaan. Met de positieve lading erop krijgt stikstof dezelfde bindingsvormen als koolstof, zoals in lysine en de gemethyleerde varianten daarvan.
Victory through technology

#8

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8937 berichten
  • VIP

Geplaatst op 16 november 2014 - 11:29

Stikstof heeft niet maximaal 5 bindingsplaatsen. Sommige mensen tekenen in sommige situaties een N met 5 bindingen om daarmee ladingsscheiding in de structuur te voorkomen, maar dit slaat nergens op. Stikfstof is een element uit de 2e periode, heeft enkel s- en p-orbitalen in de buitenste schil en kan daarom maximaal 8 elektronen, en dus 4 bindingen huisvesten. Maar dat is maximaal. In principe gaat stikstof 3 bindingen aan.

 

Bij het aangaan van een 4e binding komt er een formele lading van 1+ op het N-atoom. Die 4e binding kost dus wat moeite, maar het kan onder de juiste omstandigheden prima.

 

Stikstofverbindingen zijn vaak basisch. NH3 is een base, en als je de H-atomen vervangt door methylgroepen of andere alkylgroepen, blijft het N-atoom basisch. Sterker nog, de eenheid wordt dan nog basischer. Zou je lysine methyleren op de NH2-eenheid in de R-groep, dan blijft die R-groep dus basisch, en die zal daardoor bij neutrale pH's dus geprotoneerd worden. De protoneren vraagt een 4e binding, en resulteert dus in een positieve lading op het N-atoom.

 

Iets anders geldt als je acetyleert. Je zet dan een C=O groep op het N-atoom, en die maakt de eenheid niet meer, maar juist veel minder basisch. Daardoor zal het N-atoom bij neutrale pH's niet geprotoneerd worden. En daarom zie je bij het geacetyleerde lysine en N-atoom met maar 3 bindingen.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum







Also tagged with one or more of these keywords: scheikunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures