Aminoacidos

SEMINARIO DE BIOQUÍMICA

TEMA: PROTEÍNAS

Objetivo #05: Analizar la influencia del pH del medio sobre la carga eléctrica de los aa, su comportamiento ácido-base y su movilidad en un campo eléctrico.

Objetivo #06: Explicar las características del enlace peptídico.

Contenido

1. Variación de la fórmula general de un aa proteico en relación a los cambios de pH: fisiológico, ácido-base.a) Aminoácidos: son las unidades básicas que forman las proteínas. Existen 20 aminoácidos estándar, todos tienen en su estructura general: un grupo amino (-NH3+), un grupo carboxilo (-COOH), un átomo de H y un grupo R variable, todos ellos unidos a un Cα. Excepto la glicina que no presenta grupo R si no un átomo de H.











El grupo carboxilo (-COOH) y el grupo amino (-NH3+)son grupos funcionales susceptibles de ionización dependiendo a los cambios de pH.

Comportamiento ácido-báse de los aminoácidos:
A un pH bajo (ácido), los aminoácidos se encuentran mayormente en su forma catiónica (con carga positiva), mientras que a pH alto (básico), se encuentra en su forma aniónica (con carga negativa). Cuando un aminoácido sin grupo R ionizable se disuelve en agua a pHneutro, se encuentra en la solución en forma de ión dipolar o zwitteron, puede actuar como ácido o como base. Las sustancias con esta naturaleza (ácido-base) son anfóteros, es decir pueden actuar como ácidos o como bases, en función del pH del medio. En presencia de ácidos, estas moléculas aceptarán iones hidrógeno, eliminándolos de la disolución. Por el contrario, en presencia de bases, soltarániones hidrógeno a la disolución, amortiguando igualmente el pH. El grupo –COOH se comporta como un ácido débil y el grupo –NH3+ como una base débil.

Se debe tener en cuenta que existen aminoácidos que en su grupo R presentan otros grupos ionizables, como es el caso de: Lisina, Histidina y Arginina (aa con cargas + o básicos), como también hay aa con grupos R cargados negativamente: Aspartato yglutamato.









Por ejemplo, la Alanina, el cual es un α-aminoácido sencillo monoamínico y monocarboxílico, es un ácido diprótico cuando está totalmente protonado; tiene dos grupos: –COOH y el grupo –NH3+, que pueden liberar protones.

Comportamiento de los aminoácidos en pH fisiológico:
El pH fisiológico se encuentra en 7.4. Los aminoácidos sin grupo R ionizables se encuentra enestado zwitteron, a un pH entre 6-8, por lo que pueden actuar tanto como ácidos o como bases, ya que se encuentran en estado neutro. A pH fisiológico, los grupos carboxilo se encuentran en su mayoría como –COO- y los grupos amino predominan como –NH3+. De este modo, los aminoácidos en sangre y casi todos los tejidos se encuentran como:


Pero algunos aminoácidos varían sus cargas dependiendo de sugrupo R:
-Los aminoácidos básicos (grupos R cargados positivamente) a pH fisiológico tienen carga + (Histidina, Lisina y Arginina).
-Los aminoácidos ácidos (grupos R cargados negativamente) a pH fisiológico tienen carga – (Aspartato y glutamato).

Las proteínas que son ricas en Histidinas actúan como tampones en los medios biológicos, como por ejemplo la Hemoglobina. Ya que la Histidinapresenta en su cadena R un grupo imidazol, el cual su pK 6 es ≈ al pH fisiológico.

La Hemoglobina al tener esta característica es muy importante, ya que tiene la capacidad de captar protones y evitar un cambio en el pH sanguíneo.

2. Curvas de valoración, concepto de pK:

Las curvas de valoración o titulación es un procedimiento para determinar la concentración de un ácido o una base ensolución, por medio de la adición de un ácido o una base de concentración conocida.
Por ejemplo, un volumen determinado de ácido se titula con una disolución de concentración conocida de una base fuerte, normalmente NaOH. Se añade NaOH en pequeñas cantidades hasta que se ha consumido (neutralizado) el ácido según se determina mediante un colorante indicador o con un aparato medidor de pH. Se puede...