Curva de titulación de proteína

4. CURVAS DE TITULACION DE AMINOACIDOS
ESQUEMA
- Curvas de titulación de los aminoácidos
Curva de titulación de un aminoácido neutro como la glicina
Curva de titulación de un aminoácido básico como la histidina
Curva de titulación de un aminoácido ácido como el glutamato
- Aplicación práctica. Realización y análisis de la titulación de aminoácidos
Curvas de titulación de losaminoácidos
Tal y como se ha descrito previamente, la representación gráfica de la variación del pH de una
solución por la adición de equivalentes de ácido o de base se denomina curva de titulación. En
el caso de los aminoácidos, las curvas de titulación proporcionan la siguiente información (o bien
se puede deducir a partir de las mismas):
- Medida del pK de los grupos ionizables: selocalizan en el punto medio de la zona tampón.
- Regiones de capacidad tampón: mesetas donde se localizan los pKs; dichas regiones se
encuentran en el intervalo pK ± 1 unidad de pH.
- pI: se localiza en el intervalo de viraje.
- Formas ionizables del aminoácido en cada rango de pH.
- Carga eléctrica del aminoácido en cada rango del pH
- Solubilidad relativa del aminoácido en cada rango depH. Veronica Gonzalez Núñez -2-
Curva de titulación de un aminoácido neutro como la glicina
Se pueden realizar las siguientes observaciones:
1. A pH ácido la Gly se encuentra como un ácido diprótico, ya que tanto el grupo amino como el
carboxilo se encuentran protonados, es decir, a pH = 1, el 100% de las moléculas de aminoácido
se encuentran en forma de catión.
2. Al ir añadiendoequivalentes de base, el grupo α-carboxilo (-COOH) se disocia, cediendo
protones al medio y transformándose en un grupo carboxilato; este equilibrio viene descrito por el
pKC. Cuando pH = pKC, la glicina se encuentra como 50% cation + 50% zwitterion. Por lo tanto,
el par -COOH/-COO-
puede servir como un tampón amortiguador en la región de pH cerca del
valor pKC. En cuanto a la carga, cuando pH= pKC, entonces [I] = [II] y por lo tanto Qneta = 0.5; y
cuando pH = pKC - 2; [I] / [II] = 100:1; Q = 1, es decir prácticamente sólo existe la forma I en
solución.
3. En el pI, prácticamente el 100% del aminoácido se encuentra como ion dipolar o zwitterion, de
forma tal que el aminoácido presenta una carga neta nula (el aminoácido es eléctricamente
neutro).
Nota: tal y como se hacomentado anteriormente, en el pI, la mayoría de las moléculas del
aminoácido se encuentran en forma de ion dipolar, pero también existen pequeñas cantidades
equimolares de aniones y cationes, además de una pequeña fracción de aminoácido no
ionizado.
4. Si se siguen añadiendo equivalentes de base, el grupo amino (-NH3
+
) se disocia también,
obteniéndose la forma totalmente desprotonada dela glicina; este equilibrio está definido por el
pKN. Cuando pH = pKN, la glicina se encuentra como 50% zwitterion + 50% anion. Por lo tanto, el
par -NH3
+
/-NH2 puede actuar como un sistema tampón ó disolución amortiguadora en la región
de pH cerca del pKN. En cuanto a la carga, cuando pH = pKN, entonces [II] = [III] y por lo tanto
Qneta = -0.5. Veronica Gonzalez Núñez -3-
5. A pH muyelevados, el 100% de las moléculas de aminoácido se encuentran en forma de ion
negativo o anion. Cuando pH = pKN + 2; [III] / [II] = 1:100; Q = -1, es decir prácticamente sólo
existe la forma III en solución.
Curva de titulación de un aminoácido básico como la histidina
Las premisas establecidas para la glicina son igualmente válidas. Simplemente hay que tener en
consideración el hechode que este aminoácido presenta tres grupos ionizables: el grupo
carboxilo, el grupo imidazol de la cadena lateral y el grupo α-amino.
Por lo tanto, la adición de equivalentes de base produce la liberación secuencial de protones al
medio, y estos equilibrios están determinados por sus correspondientes constantes: el grupo
carboxilo (pKC), el grupo imidazol (pKR) y el grupo amino (pKN). En...