clase3 tema2 2011-v_miguel
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Tema 2:
Estructura y Función de
las Proteínas (3/5)Prof. Vanessa Miguel
@bioquitips
Noviembre 2011
Universidad Central de Venezuela
Facultad de Medicina
Escuela de Medicina Luis Razetti
Cátedra de Bioquímica
Propiedades ácido base de los aa y las
proteínas
Primero un repaso…
Ácidos y Bases (Bronsted-Lowry)
un ácido es una sustancia capaz de donar
un protón a otra sustancia.
una base es una sustancia capaz de aceptar
un protón
las sustancias que pueden actuar como
ácido y como base se conocen como
sustancias anfóteras.
El pH puede ser calculado en base a:
pH = -log[H+]
Ácido Clorhídrico
Ácido Acético
Amoníaco
Ka
Considere la liberación de un protón por un
ácido débil representado por HA:
HA ←→ H+ + A-
Ácido débil protón base conjugada
( sal )
La (sal ) o base conjugada, A- , es la forma
ionizada de un ácido débil. La constante de
disociación Ka es igual a
Ka = [H+] [A-] / [HA]
Ecuación de Henderson-Hasselbalch
Ecuación de
Henderson-Hasselbalch
Curva de titulación
Representación gráfica de la variación del pH
de una solución debida al agregado de una
base o un ácido
Amortiguador
Propiedades ácido-base aa
Los grupos α-COOH y α-NH2 de los
aminoácidos son capaces de ionizarse (al
igual que los grupos-R ácidos y básicos de
los aminoácidos).
Las siguientes reacciones de equilibrio iónico
pueden ser escritas:
R-COOH <——> R-COO– + H+
R-NH3+ <——> R-NH2 + H+
Aminoácido
Ác. Aspártico
Ác. Glutámico
Alanina
Arginina
Asparagina
Cisteína
Fenilalanina
Glicina
Glutamina
Histidina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Prolina
Serina
Tirosina
Treonina
Triptófano
Valina
pKa1
1,88
2,19
2,34
1,17
2,02
1,96
1,83
2,34
2,17
1,82
2,36
2,36
2,18
2,28
1,99
2,21
2,20
2,11
2,38
2,32
pKa2
9,60
9,67
9,69
9,04
8,80
10,28
9,13
9,60
9,13
9,17
9,68
9,60
8,95
9,21
10,96
9,15
9,11
9,62
9,39
9,62
pKaR
3,65
4,25
12,48
8,18
6,0
10,53
10,07
pKa1: pKa del grupo carboxilo
COOH COO- + H+
pKa2: pKa del grupo amino
NH2 + H+ NH3+
pKaR: pKa del grupo R
Podrá tener características de
ácido o base débil según el caso
Propiedades ácido-base aa
Propiedades ácido-base aa
Para aa monoamino y monocarboxilos,
son posibles dos ionizaciones: carboxilo
(pKa) y amino (pKb).
A pH 1 el 100% de las moléculas de aa
están como ión positivo (todos sus grupos
protonados) R-COOH, R-NH3+
Al aumentar el pH se disocia el grupo
carboxilo y luego el grupo amino (cambia
carga eléctrica)
Propiedades ácido-base aa
A pH 14 el 100% del aminoácido estará
como ión negativo R-COO– R-NH2
Propiedades ácido-base aa
La carga neta es la suma algebraica de todos
los grupos con carga presentes de cualquier
aminoácido, péptido o proteína.
La carga neta dependerá del pH del ambiente
acuoso circundante.
Cuando la carga neta de un aminoácido o de
una proteína es cero el pH será equivalente
al punto isoeléctrico (pI).
Ejemplo: AlaninapKa1 = 2,34pKa2 = 9,69
A pH = 2,34 el 50 % de los
grupos carboxilo se encuentra
protonado (COOH) y el 50 %
restante se encuentra
desprotonado (COO-)
A pH = 9,69 el 50 % de los
grupos amino se encuentra
protonado (NH3+) y el 50 %
restante se encuentra
desprotonado (NH2)
+1 0 -1
H+ H+
50 % 50 %50 % 50 %
Zwitterion
Propiedades ácido-base aa
Curva de titulación alanina
8
6
4
2
0
[OH-] →
pH
10
12
14Titulación de la alanina
Modificado de: Juang RH (2004) BCbasics
H+
H+
pKa1= 2,4
pKa2= 9,6
pKa1
pKa2
pI
Amortiguador(Buffer)
Curva de titulación alanina
Propiedades ácido-base de los aa
Ácido Aspártico (pH1)
NH3+
Histidina (pH 13)
CURVAS DE TITULACIÓN
Histidina Aspártico
“Bioquímica” Mathews, van Holde
y Ahern. Addison Wesley 2002
Titulación de una proteína
Al comienzo todos los grupos están totalmente
protonados (pH < 1)
El grupo alfa-carboxílico (-COOH) es el primero es
desprotonarse
Le siguen los grupos -COOH de las cadenas laterales
(ácidos aspártico y glutámico)
Luego siguen los grupos amino aromáticos en cadenas
R (His) y el grupo -SH de cisteína.
Siguen los grupos alfa-amino (-NH3+)
Por último los grupos amino de las cadenas laterales
(Lisina y Arginina)
Titulación ácido-base de una proteína
pI
Carga positiva neta
Carga negativa neta
Proteínas ácidas: punto isoeléctrico (pI) inferior a 7
Ricas en Asp y Glu; al pH celular presentan
carga negativa neta.
Proteínas básicas: punto isoeléctrico (pI) superior a 7
Ricas en Arg y Lys; al pH celular presentan
carga positiva neta.
En el medio biológico, son, por
lo general, más abundantes las
proteínas ácidas.