Curva de Titulação de Aminoácidos

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Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Ciências Biológicas
Departamento de Bioquímica
Alunos: Bernardo José de Araújo Jatobá, James Chagas Almeida, José Eduardo Adelino Silva, Maria Isabela de Andrade Pereira, Wanessa Silva dos Santos
Biomedicina - 1º período
CURVA DE TITULAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
Recife
2010.2
CURVA DE TITULAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
 É uma curva desenhada com base nos valores de pH obtidos durante a titulação em função do volume de titulante adicionado. A partir da curva de titulação é possível conhecer quais são as regiões tamponantes e o ponto isoelétrico do aminoácido, bem como medir quantitativamente o pK de cada um dos grupos ionizáveis do mesmo.
AMINOÁCIDOS MONOAMÍNICOS - MONOCARBOXÍLICOS
 São aminoácidos que contêm apenas um grupo amino e um grupo carboxila, ligados ao carbono alfa. 
 No início da titulação do aminoácido a espécie predominante é a forma totalmente protonada, na qual o grupo amino tem um hidrogênio ionizável e o grupo carboxila também tem um, logo, a carga líquida do aminoácido é +1. Durante a titulação o pH do meio vai ficando básico, o que favorece a perda dos hidrogênios.
 O grupo carboxila perde seu próton antes do grupo amino devido à repulsão eletrostática do próton carboxílico pela proximidade do grupo amino carregado positivamente.
 No meio da primeira etapa da titulação, metade do grupo carboxila perdeu seu hidrogênio ionizável e metade ainda está protonada. Nesse momento o pH é igual ao pK1 do grupo protonado que ainda está sendo titulado e é essa região de pH uma das quais o aminoácido tem poder de tamponamento, sempre variando de uma unidade a menos a uma unidade a mais do pH. Além disso, em um campo elétrico o aminoácido iria em direção ao eletrodo negativo (o cátodo).
 Na metade da titulação há um ponto de inflexão no qual a retirada do primeiro próton (o carboxílico) está completada e inicia-se a retirada do segundo (o amínico). Esse é o ponto isoelétrico (pI): é quando o aminoácido apresenta-se na sua forma dipolar (ou zwitterion), ou seja, sua carga líquida é zero porque a carga positiva do grupo amino (que está protonado) é neutralizada pela carga negativa do grupo carboxila (que está desprotonado), isto é, na presença de um campo elétrico o aminoácido não se deslocaria em direção a nenhum eletrodo. 
 No pI o aminoácido apresenta-se na sua menor solubilidade, podendo até precipitar. Para ressolubilizá-lo é necessário alterar o pH. O ponto isoelétrico é numericamente igual à média aritmética dos dois valores de pK (a soma de pK1 com pK2 dividida por dois).
 No meio da segunda etapa da titulação, metade do grupo amínico perdeu seu hidrogênio ionizável e metade ainda está protonado. Nesse momento o pH é igual ao pK2 do grupo protonado que ainda está sendo titulado e essa região de pH é a outra na qual o aminoácido tem poder tamponante, com suas variantes de unidades, uma a mais e uma a menos do pH. Além disso, em um campo elétrico ele se dirigiria ao ânodo, o eletrodo positivo.
Quando a titulação estiver completada o aminoácido se apresentará apenas na sua forma totalmente desprotonada, pois não possuirá mais nenhum hidrogênio ionizável em sua estrutura e sua carga líquida é -1.
Como exemplo de aminoácido monoamínico-monocarboxílico temos a glicina:
AMINOÁCIDOS MONOAMÍNICOS – DICARBOXÍLICOS
 São aminoácidos que possuem, além dos dois hidrogênios ionizáveis provenientes, cada um, dos grupos amino e carboxílico ligados ao carbono alfa, um hidrogênio proveniente de um segundo grupo carboxila, ou seja, possui três regiões com poder de tamponamento.
 No início da titulação a carga líquida do aminoácido é +1, pois, apesar de ele apresentar três hidrogênios dissociáveis, apenas o H+ do grupo amino é carga elétrica. Assim como na titulação dos aminoácidos mono-mono, o primeiro próton se desprende da carboxila ligada ao carbono alfa primeiramente. O aminoácido fica com carga líquida 0 (zero) porque a carboxila desprotonada (com carga negativa) compensa a carga positiva do grupo amino.
 O segundo hidrogênio se desprende do segundo grupo carboxila, o qual possui um pK próprio (pKR), deixando o aminoácido com carga líquida igual a -1(menos um), pois a carga do protonamento do grupo amínico é compensa uma das cargas negativas das carboxilas, restando a outra. 
 O ponto isoelétrico localiza-se na metade da distância entre a remoção dos hidrogênios carboxílicos. Sendo, então, numericamente igual à média aritmética de pK1 e pKR, posto que é nesse ponto que o aminoácido apresenta-se com carga elétrica zero.
 Seguindo com a adição de base o próximo próton sai do grupo amínico, deixando o aminoácido totalmente desprotonado e com carga líquida -2, devido aos dois grupos carboxilas com cargas negativas no fim da titulação. Na metade dessa segunda etapa encontramos o pK2, referente ao pH no qual o aminoácido tem poder tamponante, assim como no pK1 (na metade da remoção do primeiro hidrogênio) e no pKR.
 Como exemplo de aminoácido monoamínico-dicarboxílico temos glutamato:
AMINOÁCIDOS DIAMÍNICOS – MONOCARBOXÍLICOS
 São aminoácidos que apresentam, além dos dois hidrogênios ionizáveis provenientes, cada um, dos grupos amino e carboxílico ligados ao carbono alfa, um hidrogênio proveniente de um segundo grupo amínico, logo, também possui três regiões tamponantes.
 No início do processo a carga líquida do aminoácido é +2 e ele está totalmente protonado. Com a adição de base, o primeiro próton, oriundo do grupo carboxila, é retirado. Na metade dessa etapa há a presença de metade dos grupos carboxila desprotonado e metade protonado, sendo que o pK1 deste último grupo equivale a um dos pHs no qual o aminoácido tem poder tamponante. O aminoácido fica com carga líquida +1, pois a carga negativa do grupo carboxila compensa uma das cargas positivas dos grupo amínicos.
 O segundo próton a ser removido sai do grupo amínico que não está ligado ao carbono alfa e no meio dessa etapa também encontramos o pKR, pK próprio desse grupo que está sendo titulado e indica o segundo pH no qual o aminoácido tem poder tamponante. A carga líquida do aminoácido neste ponto é zero, pois a carga negativa do grupo carboxílico compensa a carga positiva do grupo amínico que ainda está protonado. Este é o ponto isoelétrico do aminoácido. 
 Seguindo a titulação o último próton é retirado do grupo amino que está ligado ao carbono alfa e a carga do aminoácido fica -1 ao fim do processo (resta apenas a carga negativa do grupo carboxílico). Na metade dessa última etapa de remoção existe o pK2, onde o aminoácido também exerce poder tampão. 
 O pI localiza-se na metade da distância entre a retirada dos prótons amínicos, sendo numericamente igual à média aritmética de pKR e pK2. Como exemplo de aminoácido diamínico-monocarboxílico temos a histidina:
BIBLIOGRAFIA
BIOQUÍMICA ILUSTRADA – PAMELA CHAMPE – 1996 – EDITORA ARTES MÉDICAS
PRINCÍPIOS DE BIOQUÍMICA – LENINGHER – 1995 – EDITORA SARVIER