Universidade Federal do Rio de Janeiro Centro de Ciências da Saúde Instituto de Bioquímica Médica Curso: Nutrição Prof.: Rodrigo Vieira

ESTUDO DIRIGIDO 2 – Ponto Isoelétrico e Separação de Aminoácidos

1) Defina pK e pI de um aminoácido. Qual a importância de se conhecer esses dois parâmetros para um aminoácido isolado ou para uma proteína?

pK = pH onde, em uma solução, encontramos um grupamento de um aminoácido 50% protonado e 50% desprotonado. pI = pH no qual o aminoácido apresenta carga líquida nula (CL = 0). Também chamamos de aminoácido na forma zwitteriônica ou dipolar neutra. Esses dois parâmetros permitem realizar a titulação de aminoácidos e proteínas, sabendo em que conformações vão estar em função do pH do meio, podendo assim saber o melhor ponto de absorção, por exemplo.

2) Os aminoácidos isoleucina, cisteína e aspartato estão representados abaixo:

a) Classifique cada um desses aminoácidos quanto às propriedades do seu grupo R. Isoleucina grupo R apolar e alifático; Cisteína grupo R polar, mas não carregado; Aspartato grupo R carregado negativamente.

b) Qual a possível localização desses aminoácidos em uma proteína citoplasmática, no

seu exterior ou interior? Justifique. Isoleucina, por ser um resíduo hidrofóbico, tende a se localizar no interior da proteína, minimizando sua interação com as moléculas de água. Já os resíduos de cisteína e aspartato são mais encontrados na superfície das proteínas, já que interagem facilmente com as moléculas de água.

3) Escreva a estrutura iônica predominante da Lys que deverá existir em solução

aquosa nos seguintes valores de pH: 2, 5 e 11. (Dados: pK Rα-COOHR = 2,18; pka-NH2 = 8,95; pkRRR = 10,53). Qual o caráter do grupamento R deste aminoácido?

O grupamento R da lisina é um resíduo NHR2R, portanto, básico.

4) Construa um peptídeo usando os aminoácidos abaixo. Esquematize a reação

indicando os produtos, os reagentes e a ligação peptídica. Os reagentes serão os 3 aminoácidos separados, os produtos serão 2 moléculas de H2O e 1 cadeia de peptídeos com 3 aminoácidos e as ligações peptídicas serão as ligações covalentes entre a hidroxila da carboxila e o hidrogênio da amina.

5) Elabore a curva de titulação para o aminoácido histidina, identificando a(s) forma (s) e a carga líquida do aminoácido nas condições abaixo:

a) pH < pK da α-carboxila;

b) pH = pK da α-carboxila;

c) pK da α-carboxila < pH < pK da cadeia lateral;

d) pH = pK da cadeia lateral;

e) pK da cadeia lateral < pH < pK da α-amina;

f) pH = pK da α-amina;

g) pH > pK da α-amina.

pH 2,0

pH 5,0

pH 11,0

6) Um esquema de suplementação via oral, para um paciente internato, foi montado

para ter glutamato, um aminoácido ácido, não-essencial, precursor de alguns neurotransmissores; e lisina, um aminoácido básico, essencial, que atual na formação óssea auxiliando a formação do colágeno. Simule os locais de absorção de cada um deles. Justifique sua resposta. Considerando que este paciente tenha sido submetido a uma gastrectomia total (retirada total do estômago), qual destes aminoácidos ficará deficiente no organismo? As principal característica de um aminoácido ácido e básico é ter seu ponto isoelétrico nas faixas de pH ácidas e básicas, respectivamente. A absorção dos aminoácidos ocorre principalmente quando eles se encontram em sua forma apolar (com carga líquida igual a zero), logo, os melhores pontos de absorção são os locais do trato gastrointestinal em que o pH é próximo do pI dos aminoácidos. Para o glutamato, então, temos como melhor ponto de absorção o estômago, onde o valor de pH é aproximadamente 2. Já para a lisina, o melhor ponto de absorção é intestino, por ter seu pH na faixa de 8. Na consideração deste paciente ter feito gastrectomia total, nenhum dos aminoácidos citados acima ficará deficiente em seu organismo, já que o glutamato (aminoácido com absorção prejudicada neste caso), não é um aminoácido essencial, ou seja, o próprio corpo humano é capaz de produzi-lo.

CL +2

CL +1

CL zero

CL -1

CL +1,5

CL +0,5

CL -0,5