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histamina (histidi-
na); tiroxina, melanina, dopamina e epine-
frina (tirosina); serotonina, melatonina e 
NAD+ (triptofano); purinas e porfirinas (gli-
cina). 
 
Erros inatos do metabolismo 
 
Na ausência das enzimas responsáveis 
pela degradação de aminoácidos, há o seu 
acúmulo no sangue com a excreção urinária e, 
conjuntamente, o aparecimento de sintomato-
logia características de diversas síndromes 
genéticas conhecidas como erros inatos do 
metabolismo. Essas alterações são devidas a 
erros genéticos na expressão ou controle das 
enzimas envolvidas no metabolismo de ami-
noácidos e são potencializadas quando há 
aumento da ingestão de aminoácidos. 
 
 É o caso da fenilcetonúria onde a 
deficiência da enzima fenilalanina-hidroxilase 
(ou de co-fatores) induz a um aumento da 
fenilalanina no sangue e o aumento de sua 
excreção urinária, levando a distúrbios neuro-
lógicos severos. 
Esta doença metabólica é identificada 
ainda em crianças recém-nascidas pela dosa-
gem da fenilalanina no sangue (teste do pezi-
nho). 
A fenilalanina é o percussor da síntese 
de tirosina e outras doenças estão envolvidas 
em decorrência de deficiência no metabolis-
mo da tirosina, como o albinismo decorrente 
de falha na síntese de melanina (pigmento 
escuro da pele e pêlos), a tirosinose, o creti-
nisno e a alcaptonúria. 
Na Figura 4-3 estão esquematizados 
os passos metabólicos envolvidos nessas do-
enças e que serão melhores definidos em ca-
pítulos posteriores, durante o estudo do meta-
bolismo das proteínas. 
 
 
Figura 4-3 - Defeito na síntese ou controle das enzimas das vias metabólicas de aminoácidos podem levar a doenças 
conhecidas como erros inatos do metabolismo. As setas pontilhadas indicam a existência de mais de um passo metabóli-
co. As enzimas deficientes são: 1) fenilalanina-hidroxilase (ou co-fatores como a 5,6,7,8-tetraidropterina); 2) via de sínte-
se do hormônio tiroidiano tiroxina ; 3) tirosinase; 4) homogentisato-dioxigenase; 5) via de síntese da melanina nos mela-
nócitos. 
Ricardo Vieira 
Fundamentos de Bioquímica \u2013 Capítulo 4: Aminoácidos e Proteínas 45 
 
Propriedades ácido-básicas dos 
aminoácidos 
 
 Os grupamentos amino e ácido, encon-
tram-se na forma ionizada quando em solu-
ção. Dependendo do pH, o grupamento amino 
com carga positiva (forma catiônica) ou o 
grupamento ácido com carga negativa (forma 
aniônica), podem predominar. Porém, em 
determinado pH (pH isoelétrico), haverá so-
mente uma forma dipolar (ou seja, positiva e 
negativa ao mesmo tempo), onde será obser-
vada uma neutralidade elétrica na molécula. 
Estes íons dipolares, são também cha-
mados de zwitterions (expressão alemã que 
ao pé da letra significaria algo como "íons 
hermafroditas"), predominam no pH isoe-
létrico (pHi). A forma catiônica predominará 
em pH abaixo do pHi, enquanto que a forma 
aniônica predominará em pH acima do pHi, 
uma vez que abaixo ou acima do pHi haverá 
deficiência ou excesso de H+ na solução, res-
pectivamente, o que varia a carga elétrica pois 
o grupamento COO- receberá H+ e o NH3+ 
doará ser H+. 
 O valor do pHi varia de acordo com o 
aminoácido e corresponde a um valor que 
serve como identificador e classificador dos 
aminoácidos de acordo com a variação do pH 
(Tabela 4-3). É um valor experimental deter-
minado, conhecendo-se a constante de disso-
ciação das reações químicas de igualdade de 
concentração entre as formas catiônicas com a 
forma dipolar (pK1) que ocorre em pH ácido 
e entre a forma aniônica com a forma dipolar 
(pK2) que ocorre em pH básico. O valor mé-
dio entre essas duas constantes, corresponde 
ao pHi, que é um dado específico para cada 
aminoácido, quando submetido a uma titula-
ção: 
 
pHi = 
2
pK2 + pK1 
 
 Os valores de pK1 e pK2 correspon-
dem aos valores de pH onde o aminoácido 
funciona como um tampão durante uma curva 
de titulação. 
 Para melhor entender esses conceitos, 
considere que se realizássemos uma titulação 
de um ácido por uma base, teríamos, inicial-
mente, um pH ácido que iria aumentando 
proporcionalmente ao acréscimo de base (Fi-
gura 4-4). 
 
 
 
Figura 4-4 - Em uma titulação convencional de 
um ácido por uma base, a adição de base modifica 
o pH ácido original para básico passando pelo pH 
neutro 7,0. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Esse aumento proporcional no valor o 
pH se dá porque cada molécula de base adi-
cionada neutraliza uma de ácido (formando 
água e o sal correspondente) até o valor de 
equivalência entre a quantidade de bases e 
ácidos, onde o pH é neutro (pH=7,0). É um 
valor tênue, pois qualquer quantidade de base 
adicionada a mais eleva o pH para a faixa 
alcalina. 
 No entanto, se esta mesma titulação 
fosse realizada com a adição de um aminoáci-
do no meio a ser titulado, um gráfico repre-
sentando a elevação do pH demonstraria duas 
zonas de estabilização (uma em pH ácido e 
outra em pH básico) indicando que há duas 
zonas de equilíbrio químico, onde não há a 
variação do pH mesmo com a adição da base 
no meio ácido (Figura 4-5). Essas regiões 
demonstram que os aminoácidos são respon-
Ricardo Vieira 
Fundamentos de Bioquímica \u2013 Capítulo 4: Aminoácidos e Proteínas 46 
sáveis por uma função tamponante (evitam 
variações bruscas de pH). 
 Uma solução tampão corresponde a 
uma solução em equilíbrio entre um ácido 
fraco e sua base conjugada. No caso do ami-
noácido a forma ácida corresponde àquela que 
doa H+ (forma catiônica) e a base àquela que 
recebe o H+ (forma aniônica). Como dentro 
de uma molécula de aminoácido a perda e 
ganho de H+ é um fenômeno interno, a forma 
dipolar corresponde à base conjugada ou ao 
ácido fraco, dependendo do pH. 
 Como a forma dipolar é a que ocorre 
no pHi, toda vez que o pH cai abaixo do valor 
do pHi (acidificação do meio), o aminoácido 
recebe o H+ adicionado através da extremida-
de COO- tornando-se um cátion. Quando o 
pH eleva-se acima do valor do pHi (alcalini-
zação do meio), o aminoácido torna-se um 
ânion devido à doação do H+ pelo grupamen-
to NH3+ (Figura 4-5). 
 
 Se relacionarmos em um gráfico o pH 
em função dos equivalentes de uma base adi-
cionada a uma solução ácida de um aminoáci-
do, observaremos os pontos fundamentais no 
comportamento ácido-básico dos aminoácidos 
(Figura 4-6). 
 
 
Figura 4-6 - A curva de titulação da glicina. O pHi 
(somente formas dipolar isoelétricas) corresponde à 
média entre os valores de pK1 ([dipolar] = [catiônica]) 
e pK2 ([dipolar] = [aniônica]). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 No início da titulação, teoricamente, 
só existe a forma catiônica em virtude de o 
aminoácido funcionar como um receptor de 
prótons, ou seja, como uma base. Ao adicio-
nar uma base (OH-) ao sistema, começa a 
haver a neutralização com o aparecimento da 
forma dipolar até um determinado ponto em 
haverá igualdade de concentração entre as 
duas formas, entrando o sistema em equilí-
brio, correspondente ao pK1. 
 
Figura 4-5 - As três formas carregadas dos aminoáci-
dos. A forma dipolar corresponde àquela que contém um 
pólo positivo em NH3+ e outro negativo em COO- (a 
carga final é neutra) e corresponde à única forma exis-
tente no pHi. A forma catiônica está presente em qual-
quer valor de pH abaixo do pHi, enquanto que a aniôni-
ca é típica do aumento do valor do pH acima do valor do 
pHi. 
 Prosseguindo a titulação, com o au-
mento do pH em virtude do aumento gradual 
da concentração de base, começará a predo-
minar a forma dipolar com a queda propor-
cional da forma catiônica até um ponto onde 
só haverá a forma dipolar. Neste ponto, o pH 
corresponderá ao pH isoelétrico (pHi) onde o 
sistema se apresentará eletricamente neutro. 
 Ao se adicionar mais base, há o apare-
cimento da forma aniônica até um determina-
do ponto em