fundamentos_de_bioquimica_-_ricardo_vieira
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tração entre a forma dipolar e a aniônica, en-
trando o sistema, novamente, em equilíbrio 
agora entre a forma dipolar e a forma aniôni-
ca, correspondente ao pK2. 
 Adicionando mais base, haverá a pre-
dominância da forma aniônica até o pH 14 
onde, teoricamente, só haverá a forma catiô-
nica. 
Ricardo Vieira 
Fundamentos de Bioquímica \u2013 Capítulo 4: Aminoácidos e Proteínas 47 
 Na Tabela 4-3, podemos observar os 
valores do pHi dos 20 aminoácidos codifica-
dos e os valores de pK1 e pK2. 
Alguns aminoácidos apresentam um 
terceiro platô de estabilidade em sua curva de 
titulação (pK3) que correspondente a um ter-
ceiro momento de equilíbrio durante a titula-
ção, induzido pelo grupamento R (o pK3 é 
freqüentemente denominado de pKR). 
Observa-se, porém, que somente nos 
aminoácidos de grupamento R carregado po-
sitivamente (arginina, histidina e lisina) 
possuem o pHi resultante entre a média do 
pK2 e o pK3, sendo o valor do pK1 sem valor 
para a determinação do pHi. Especialmente 
nesses aminoácidos, o valor do pHi estará 
sempre na faixa básica o que não acontece 
com os demais aminoácidos de R polar. 
 
Tabela 4-2: Valores de pK e pHi de aminoácidos a 
25oC. 
Aminoácido pK1 pK2 pK3 
(pKR) 
pHi 
Alanina 2,34 9,69 - 6,00 
Arginina (*) 2,17 9,04 12,48 10,76 
Asparagina 2,02 8,80 - 5,41 
Aspartato 1,88 3,65 9,60 2,77 
Cisteína 1,96 8,18 10,28 5,07 
Fenilalanina 1,83 9,13 - 5,48 
Glicina 2,34 9,60 - 5,97 
Glutamato 2,19 4,25 9,67 3,22 
Glutamina 2,17 9,13 - 5,65 
Histidina (*) 1,82 6,0 9,17 7,59 
Isoleucina 2,36 9,68 - 6,02 
Leucina 2,36 9,60 - 5,98 
Lisina (*) 2,18 8,95 10,53 9.74 
Metionina 2,28 9,21 - 5,74 
Prolina 1,99 10,60 - 6,30 
Serina 2,21 9,15 - 5,68 
Tirosina 2,20 9,11 10,07 5,66 
Treonina 2,63 10,43 - 6,53 
Triptofano 2,38 9,39 - 5,89 
Valina 2,32 9,62 - 5,96 
(*) Os aminoácidos básicos possuem valor de pHi cor-
respondente à média entre o pK1 e o pK3 (pKR) sendo 
os únicos com pHi na faixa básica de pH. (Adaptado 
de VIEIRA, 1991, p.47). 
 
Levando em consideração que o PK3 
influencia somente na determinação do pHi 
de aminoácidos básicos, a fórmula que define 
com mais precisão o valor do pHi é: 
 
pHi = 
2
1)+pK(n +pKn 
 
Onde n é o número de grupos básicos 
(+) existentes na molécula. Assim, todos os 
aminoácidos possuem n = 1 devido ao gru-
pamento NH3+, com exceção dos aminoácidos 
básicos arginina, histidina e lisina que possu-
em n = 2, pois o R possui um N+ (ver fórmula 
estrutural na Figura 4-2). 
 Essas informações acerca da proprie-
dade ácido-básica dos aminoácidos são fun-
damentais para a compreensão da função das 
proteínas como um tampão intracelular e, 
também, dos métodos de identificação dos 
aminoácidos e de separação das proteínas que 
se baseiam na capacidade de aminoácidos e 
proteínas mudarem de carga elétrica de acor-
do com o pH do meio. 
 Desta forma, se tivermos uma solução 
contendo uma mistura de três aminoácidos 
como a alanina, arginina e aspartato, basta 
variar o pH do meio nos valores de seu pHi 
(ver Tabela 4-2) que obteríamos a mudança 
de carga de forma diferente. Ajustando-se o 
pH desta mistura primeiramente para 2,77 
somente o aspartato assumiria 100% de forma 
dipolar e não seria atraído, portanto pelo 
campo eletromagnético, enquanto que os de-
mais aminoácidos assumiriam carga elétrica 
positiva pois o pH 2,77 está abaixo do valor 
de seus pHi. Da mesma forma pode-se identi-
ficar os demais aminoácidos sabendo-se o seu 
pHi. 
 Vários métodos de purificação, sepa-
ração, identificação e dosagem de aminoáci-
dos e proteínas utilizam essa propriedade áci-
do-básica como fundamento do método (co-
mo será abordado no capítulo sobre instru-
mentação laboratorial). 
 
Estrutura das proteínas 
 
 Devido à característica anfótera dos 
aminoácidos (podem ser cátions ou ânions) e 
a capacidade de modificação da carga elétrica 
do grupamento R observada em vários ami-
noácidos (Tabela 4-2) as proteínas terão con-
formação estrutural bastante diversificada 
Ricardo Vieira 
Fundamentos de Bioquímica \u2013 Capítulo 4: Aminoácidos e Proteínas 48 
uma vez que os aminoácidos se relacionarão 
entre si de maneira variada. 
 Entretanto, quando há a ligação peptí-
dica, os grupamentos amino e ácido fundem-
se formando uma ligação covalente extrema-
mente rígida devido a um rearranjo entre os 
elétrons da ligação peptídica, formando uma 
dupla ligação e polarizando a ligação peptídi-
ca (Figura 4-6). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A flexibilidade dada pelo C\u3b1 é devido 
ao fato de ele ser assimétrico (ligado a quatro 
grupos diferentes: NH3+, COO-, H e R) o que 
lhe garante livre rotação em seu eixo, for-
mando isômeros ópticos (ver Figura 7-1). Os 
aminoácidos levógiros (L-aminoácidos) são os 
únicos isômeros presentes nas proteínas dos 
seres vivos o que faz com que os dextrógiros 
(D-aminoácidos) não sejam aproveitados du-
rante o processo metabólico. Esta preferência 
não tem uma explicação química evidente, o 
que pode ser explicado, dentro de um contex-
to evolucionário, como uma seleção ao acaso 
de um aminoácido em detrimento ao outro 
durante o processo de evolução das espécies.
 Esta flexibilidade da molécula protéi-
ca dada pelo C\u3b1, confere uma grande versati-
lidade à proteína, o que faz de sua estrutura 
tridimensional o ponto chave para sua função. 
Desta forma, a perda da configuração espacial 
modifica completamente sua função, podendo 
até significar a destruição da proteína. 
Entretanto, esta flexibilidade é limita-
da pela existência de interações químicas en-
tre as cadeias peptídicas e entre os grupamen-
tos R dos resíduos de aminoácidos, seja in-
termolecular ou com outros compostos quími-
cos alheios à composição original da proteína. 
 
Figura 4-6 - Propriedades das ligações peptídicas em um 
tetrapeptídio. A) Esquema didático das ligações peptídicas; 
as setas indicam que os elétrons da dupla ligação são atraídos 
pelo oxigênio da carboxila. B) Ligações peptídicas em equi-
líbrio de ressonância; a ligação dupla agora formada entre C 
e N dão rigidez à ligação e as setas indicam o ponto flexível 
(C\u3b1). C) Representação do plano tridimensional das ligações 
peptídicas; as setas indicam as pontes de hidrogênio que 
estabilizam a estrutura. 
Cada tipo de proteína possui uma con-
figuração tridimensional peculiar que é de-
terminada pela seqüência de aminoácidos e 
pelo grau de inclinação entre as ligações quí-
micas (proporcionada pelos arranjos intermo-
leculares), que proporcionará pelo menos três 
níveis distintos de conformação estrutural: 
1) Estrutura primária: diz respeito à 
seqüência de aminoácidos, dada pela seqüên-
cia de nucleotídeos da molécula de DNA res-
ponsável por sua síntese. Esta seqüência deve 
ser fundamentalmente mantida, sob o peso de 
a proteína perder sua função, como é o caso 
da presença de valina ao invés de glutamato 
no sexto aminoácido da cadeia polipeptídica 
da hemoglobina, que causa a doença genética 
denominada de anemia falciforme. A ausên-
cia ou acréscimo de aminoácidos à estrutura 
primária das proteínas, também pode ser res-
ponsável por modificação em sua eficácia 
funcional. 
 
2) Estrutura secundária: relaciona a 
forma que a cadeia polipeptídica assume no 
espaço, que pode ser de \u3b1-hélice ou \u3b2-folha 
pregueada. A conformação em \u3b1-hélice é 
conferida através do ângulo de torção que os 
resíduos de aminoácidos apresentam na liga-
ção peptídica, estabilizada por pontes de hi-
drogênio entre o oxigênio do grupamento 
carboxila de um C\u3b1 e o H do grupamento 
amino do outro aminoácido (Figura 4-7). 
Ricardo Vieira 
Fundamentos de Bioquímica \u2013 Capítulo 4: Aminoácidos e Proteínas 49