Titulacion de aminoacidos

Departamento de Bioquímica y Biología Molecular ph y equilibrios acido-base

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 análisisde la titulación de aminoácidos

Curvas de titulación de los aminoácidos 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 lasmismas): - Medida del pK de los grupos ionizables: se localizan 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 - Solubilidadrelativa del aminoácido en cada rango de pH.

Veronica Gonzalez Núñez

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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 enforma de catión. 2. Al ir añadiendo equivalentes 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 ha comentado 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 totalmentedesprotonada de la 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

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5. A pHmuy elevados, 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 titulacion de la Gly
14

12 pKN = 9.60

10

8

pH

6

pI = 5.97

4 pKC = 2.36 2

0

Equivalentes de OH-

Curva de titulación de un aminoácido básico comola histidina Las premisas establecidas para la glicina son igualmente válidas. Simplemente hay que tener en consideración el hecho de 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...