Aula 2 - Aminoácidos

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Aminoácidos
Propriedades físico-químicas
Prof. Rodrigo Volcan Almeida
DBq – IQ – UFRJ
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O que são aminoácidos?
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Aminoácidos
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Nomenclatura
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Nomenclatura
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Isomeria
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Isomeria
X
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Propriedades físico-químicas
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Absorção de luz
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O que é fluorescência?
Fluorescência
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Fluorescência vs Fosforescência
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Fluorímetro
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Fluorescência de aminoácidos
fenilalanina
tirosina
triptofano
Espectro de fluorescência de aminoácidos aromáticos em tampão fosfato de potássio 0,01M pH 7,0. 100mM Phe, 6mM Tyr e 1mM Trp 
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Fluorescência de aminoácidos
257nm
274nm
278nm
Que comprimento de onda de excitação foi utilizado?
282nm
304nm
355nm
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Fluorescência em Proteínas
Dependência do Ambiente
Espectro de emissão de fluorescência da RNAse T1 (1mM) em tampão acetato (0,1M, pH 5,0). A enzima foi desnaturada com 6M GCl. 
(a) 278nm (b)295 nm
nativa
desnaturada
Diminuição da intensidade de fluorescência
Deslocamento do pico de emissão – deslocamento para o azul
278nm
295nm
9 Tyr e 1 Trp
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Quantos aminoácidos existem?
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Aminoácidos não-comuns
hormônio
Colágeno
Proteínas envolvidas na coagulação sangüínea
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Alguns derivados de aminoácidos com atividade biológica
neurotransmissor
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Alguns derivados de aminoácidos com atividade biológica
neurotransmissor
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Outras funções de aminoácidos
Glu  glutamato monossódico
Asn e Gln  Detoxicação da amônia 				(nos animais)
His  histamina 
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Outras funções de aminoácidos
Arg  ciclo da uréia
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Propriedades químicas
Reações dos seus grupos funcionais:
Grupo carboxila
Grupo amino
Cadeia lateral
Aplicações:
Identificação e análise dos aminoácidos em peptídeos e proteínas
Seqüenciamento de proteínas
Modificações químicas dos resíduos de aminoácidos nas proteínas, capazes de produzir modificações em sua atividade biológica
Síntese química de peptídeos
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Ionização de aminoácidos
Como se distribuem ionicamente os aminoácidos?
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Um aminoácido em solução aquosa
Ionização dos Aminoácidos
H
H+
H+
H+
H+
H+
pH~1
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Ionização dos Aminoácidos
Um aminoácido em solução aquosa
H
OH-
OH-
OH-
OH-
-
H
água
pH~9
3
2
H
pH~2
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De forma geral, ao fazer a titulação de um a.a. com uma base, iniciando-se em pH=1 observa-se que o pH da solução aumenta até aproximadamente pH=2 quando o grupamento COOH começa a liberar íons H+ para o meio, formando água. 
 H- C - NH3+
 COO-
R
pK1
Ionização dos Aminoácidos
H2O
íon dipolar
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pK2
Continuando a adição de base o pH irá progressivamente se elevando até que o grupo NH3+ tenha condições de liberar seu íon H+, o que ocorre próximo ao pH 9 .
Ionização dos Aminoácidos
H2O
íon dipolar
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pK1
pK2
Região de tamponamento devido ao grupo -COOH 
Região de tamponamento devido ao grupo -NH2
Base- capta prótons do meio
Ionização dos Aminoácidos
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Forma
Isoelétrica
pK1
pK2
A+
A-
Ionização dos Aminoácidos
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Curva de titulação da Glicina
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Ionização dos Aminoácidos
E quando o aminoácido apresenta mais de um grupo ionizável no radical? 
Este aminoácido possui mais um pK, o pKR.
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Aminoácidos ácidos
Grupamentos presentes na cadeia lateral que se encontram ionizados no pH fisiológico
H- C -
COOH
NH2
(CH2)2 - COOH
Glutamato  -carboxila
H - C -
COOH
NH2
CH2 - COOH
Aspartato  -carboxila
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Aminoácidos Básicos
Grupamentos presentes na cadeias laterais que se encontram ionizados no pH fisiológico 
Lisina  -amino
 H - C-
COOH
NH2
 N
NH
CH2 -
- (CH2)3 - NH - C - NH2
COOH
NH2
NH
H - C
Histidina  imidazol
Arginina  guanidínio
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Ionização de aminoácidos
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Ionização de aminoácidos
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Anfótero
Gramática: Que reúne em si duas qualidades opostas. 
Química: Que ora reage como ácido, ora como base.
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TAMPÕES
Tampão é uma solução que resiste a mudanças de pH quando se adicionam pequenas quantidades de ácido ou base. 
Pode ser produzido pela mistura de um ácido fraco (HA) e de sua base conjugada (A-).
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É o pH no qual a molécula do aminoácido apresenta igual no de cargas positivas e negativas
Encontra-se eletricamente neutro: 
 íon dipolar ou zwitterion
Ponto Isoelétrico
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Cálculo do ponto isoelétrico (pI)
O cálculo do pI baseia-se nas formas de dissociação do aminoácido utilizando os pKs anterior e posterior à forma isoelétrica do aminoácido.
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Cálculo do pI
Forma
Isoelétrica
pK1
pK2
A+
A-
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Glicina
pK1=2,3
pK2=9,8
pI=6,05
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Histidina
pK1=1,82
pK2=9,17
pKR=6,00
Aminoácidos com cadeia lateral ionizável?
?
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Histidina
pK1=1,82
pK2=9,17
pKR=6,00
Aminoácidos com cadeia lateral ionizável?
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Histidina
pK1=1,82
pK2=9,17
pKR=6,00
Aminoácidos com cadeia lateral ionizável?
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