Tema 2:

Estructura y Función de

las Proteínas (3/5)Prof. Vanessa Miguel

vanessa.miguel@ucv.ve

@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.