Dado o peptídeo: Glu-His-Trp-Ser-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly, mostre a resolução dos itens a e b abaixo, considerando que são dadas as respostas. Considere os valores de pKR, pKı e \mathrm{pK}_{2} de cada aminoácido na forma livre.
(a) Qual a carga líquida da molécula a pH 3 e 11 ?

Passo 1

O enunciado pede a carga líquida do peptídeo Glu–His–Trp–Ser–Gly–Leu–Arg–Pro–Gly nos pH 3 e pH 11. O conteúdo é ionização de grupos de aminoácidos em peptídeos; vamos precisar identificar todos os grupos ionizáveis (terminais e cadeias laterais) e comparar o pH com seus respectivos pK­a.

Passo 2

Os grupos ionizáveis neste peptídeo são:
  1. O grupo α-amino (N-terminal, em Glu)
  2. O grupo α-carboxila (C-terminal, em Gly)
  3. A cadeia lateral do Glu (COOH)
  4. A cadeia lateral do His (imidazol)
  5. A cadeia lateral do Arg (guanidínio)

Passo 3

Usamos valores típicos de pKa em aminoácidos livres:
  • Grupo α-carboxila (C-term): \mathrm{pK}_1 = 2{,}3
  • Grupo α-amino (N-term): \mathrm{pK}_2 = 9{,}6
  • Glu (cadeia lateral): \mathrm{pK}_\mathrm{R} = 4{,}3
  • His (cadeia lateral): \mathrm{pK}_\mathrm{R} = 6{,}0
  • Arg (cadeia lateral): \mathrm{pK}_\mathrm{R} = 12{,}5

Passo 4

No pH 3 comparamos pH 3 com cada pKa:
  • α-amino \mathrm{pK}_2=9{,}6: 3 < 9,6\Rightarrow protonado ⇒ carga +1
  • Arg \mathrm{pK}_\mathrm{R}=12{,}5: 3 < 12,5\Rightarrow protonado ⇒ carga +1
  • His \mathrm{pK}_\mathrm{R}=6{,}0: 3 < 6,0\Rightarrow protonado ⇒ carga +1
  • Glu \mathrm{pK}_\mathrm{R}=4{,}3: 3 < 4,3\Rightarrow protonado ⇒ carga 0
  • α-carboxila \mathrm{pK}_1=2{,}3: 3 > 2,3\Rightarrow deprotonado ⇒ carga -1
    Somando:
+1_{\text{N-term}} +1_{\text{Arg}} +1_{\text{His}} +0_{\text{Glu}} -1_{\text{C-term}} = +2.

Passo 5

No pH 11 comparamos pH 11 com cada pKa:
  • α-amino \mathrm{pK}_2=9{,}6: 11 > 9,6\Rightarrow deprotonado ⇒ carga 0
  • Arg \mathrm{pK}_\mathrm{R}=12{,}5: 11 < 12,5\Rightarrow protonado ⇒ carga +1
  • His \mathrm{pK}_\mathrm{R}=6{,}0: 11 > 6,0\Rightarrow deprotonado ⇒ carga 0
  • Glu \mathrm{pK}_\mathrm{R}=4{,}3: 11 > 4,3\Rightarrow deprotonado ⇒ carga -1
  • α-carboxila \mathrm{pK}_1=2{,}3: 11 > 2,3\Rightarrow deprotonado ⇒ carga -1
    Somando:
0_{\text{N-term}} +1_{\text{Arg}} +0_{\text{His}} -1_{\text{Glu}} -1_{\text{C-term}} = -1.

Resposta

A carga líquida é +2 a pH 3 e –1 a pH 11.

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