Isoelektrinen

Isoelektrinen tarkoittaa tilaa, jossa kahdella tai useammalla hiukkasella tai molekyylillä on sama elektronien kokonaismäärä. Tämä käsite esiintyy erityisesti atomien, ioni- ja molekyylien elektronirakenteen yhteydessä. Esimerkkejä isoelektronisista lajeista ovat neon (Ne), natriumionit (Na+), fluori-ionit (F−) sekä oksidi-ioni (O^2−), joilla kaikilla on sama elektronien määrä (10). Vaikka elektronimäärä on sama, kemialliset ominaisuudet voivat silti poiketa riippuen ydinlatauksesta ja ympäristöolosuhteista.

Biokemiassa termillä viitataan isoelectric pisteeseen eli pI:hin. pI on pH-arvo, jolla aminohappo- tai proteiinimolekyylin nettovaraus on nolla. Ionisoituvat ryhmät (esim. karboksyyliryhmä ja amino-ryhmä sekä sivuketjujen ryhmät) sekä niiden pKa-arvot määrittävät pI:n. pI-arvot voidaan arvioida näiden ryhmien pKa-arvojen perusteella. Proteiinit ovat usein vähiten liukoisia juuri siinä pH-alueella, jolla nettovaraus on nolla.

Käytännössä isoelektrinen piste on keskeinen proteiinien erottelussa ja puhdistuksessa: isoelectric fokusoituminen erottaa molekyylit niiden pI:hin perustuen pH-gradientissa. Ymmärrys isoelektrisyydestä ja pI:stä auttaa sekä perusopetuksessa että laboratoriotyössä proteiinien käyttäytymisen ennakoinnissa.