Clase3 tema2 2011-v_miguel

1. Tema 2: Estructura y Función de las Proteínas (3/5) Prof. Vanessa Miguel [email protected] @bioquitips Noviembre 2011 Universidad Central de Venezuela Facultad de Medicina Escuela de Medicina Luis Razetti Cátedra de Bioquímica

2. Propiedades ácido base de los aa y las proteínas Primero un repaso…

3. 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 + ]

4. Ácido Clorhídrico

5. Ácido Acético

6. Amoníaco

7. 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]

8. Ecuación de Henderson-Hasselbalch

9. Ecuación de Henderson-Hasselbalch

10. Curva de titulación Representación gráfica de la variación del pH de una solución debida al agregado de una base o un ácido

11. Amortiguador

12. Propiedades ácido-base aa Los grupos α-COOH y α-NH 2 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-NH 3 +  <——> R-NH 2  + H +

13. Aminoácido Ác. Aspártico Ác. Glutámico Alanina Arginina Asparagina Cisteína Fenilalanina Glicina Glutamina Histidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Prolina Serina Tirosina Treonina Triptófano Valina p Ka 1 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 p Ka 2 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 p Ka R 3,65 4,25 12,48 8,18 6,0 10,53 10,07 p Ka 1 : p Ka del grupo carboxilo COOH  COO - + H + p Ka 2 : pKa del grupo amino NH 2 + H +  NH 3 + p Ka R : pKa del grupo R Podrá tener características de ácido o base débil según el caso Propiedades ácido-base aa

14. 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-NH 3 + Al aumentar el pH se disocia el grupo carboxilo y luego el grupo amino (cambia carga eléctrica)

15. Propiedades ácido-base aa A pH 14 el 100% del aminoácido estará como ión negativo R-COO –   R-NH 2

16. 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) .

17. Ejemplo: Alanina p Ka 1 = 2,34 p Ka 2 = 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 (NH 3 + ) y el 50 % restante se encuentra desprotonado (NH 2 ) +1 -1 H + H + 50 % 50 % 50 % 50 % Zwitterion Propiedades ácido-base aa

18. Curva de titulación alanina

19. 8 6 4 2 [OH-] → pH 10 12 14 Titulación de la alanina Modificado de: Juang RH (2004) BCbasics H + H + p Ka 1 = 2,4 p Ka 2 = 9,6 p Ka 1 p Ka 2 pI Amortiguador (Buffer) Curva de titulación alanina

20. Propiedades ácido-base de los aa Ácido Aspártico (pH1) NH 3 + Histidina (pH 13)

21. CURVAS DE TITULACIÓN Histidina Aspártico “Bioquímica” Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002

22. 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 (-NH 3 + ) Por último los grupos amino de las cadenas laterales (Lisina y Arginina)

23. Titulación ácido-base de una proteína pI Carga positiva neta Carga negativa neta

24. 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.