氨基酸含有可电离基团，这些基团会根据环境的pH值获得或失去质子。理解氨基酸的滴定行为和等电点（pI）是蛋白质化学和等电聚焦等分离技术的基础。

氨基酸中的可电离基团

α-羧基

每个氨基酸都有一个pKa约为2.2的α-羧基。当pH值低于该pKa时，基团被质子化（COOH）。当pH值高于该pKa时，基团去质子化（COO-）。

α-氨基

每个氨基酸都有一个pKa约为9.4的α-氨基。当pH值低于该pKa时，基团被质子化（NH3+）。当pH值高于该pKa时，基团去质子化（NH2）。

侧链可电离基团

七种氨基酸的侧链含有额外的可电离基团：天冬氨酸（pKa ~3.9）、谷氨酸（pKa ~4.1）、组氨酸（pKa ~6.0）、半胱氨酸（pKa ~8.3）、酪氨酸（pKa ~10.1）、赖氨酸（pKa ~10.5）和精氨酸（pKa ~12.5）。

滴定曲线

简单氨基酸的滴定

当用碱滴定丙氨酸（无可电离侧链）时，显示出两个缓冲区域。在低pH下，它完全质子化，带+1电荷。随着碱的加入，羧基首先失去其质子，产生净电荷为零的两性离子。进一步加入碱会使氨基去质子化，产生-1电荷。

等电点（pI）

等电点是氨基酸正负电荷相等、净电荷为零时的pH值。对于没有可电离侧链的氨基酸，pI是两个pKa值的平均值：pI = (pKa1 + pKa2) / 2。

具有可电离侧链氨基酸的pI

对于酸性氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸），pI是两个最低pKa值的平均值。对于碱性氨基酸（赖氨酸、精氨酸、组氨酸），pI是两个最高pKa值的平均值。

应用

pI对于使用等电聚焦进行蛋白质纯化至关重要，该技术根据蛋白质在pH梯度中的pI进行分离。在它们的pI处，蛋白质的溶解度最低，并且不会在电场中迁移。