Defina o ponto isoelétrico (pI) de um aminoácido.

Passo 1

O enunciado pede para definirmos o ponto isoelétrico \mathrm{p}I de um aminoácido. O conteúdo envolvido é equilíbrio ácido-base em aminoácidos, ionização de grupos funcionais e cálculo de pH característico.

Passo 2

Os aminoácidos são moléculas anfóteras que possuem pelo menos dois grupos ionizáveis: o grupo carboxila \text{–COOH} com constante de dissociação \mathrm{p}K_{a1} e o grupo amino \text{–NH}_2 com constante de dissociação \mathrm{p}K_{a2}. Em pH baixo prevalece a forma totalmente protonada (carga positiva) e em pH alto prevalece a forma totalmente desprotonada (carga negativa).

Passo 3

O ponto isoelétrico \mathrm{p}I é definido como o valor de pH em que a soma das cargas positivas e negativas do aminoácido se iguala, de forma que a carga líquida molecolar seja zero.

Passo 4

Para aminoácidos que não têm cadeias laterais ionizáveis adicionais, calcula-se
\mathrm{p}I = \frac{\mathrm{p}K_{a1} + \mathrm{p}K_{a2}}{2}
porque nesse pH a espécie zwitteriônica (carga total zero) é predominante.

Passo 5

Quando o aminoácido tem um terceiro grupo ionizável na cadeia lateral, escolhemos os dois valores de \mathrm{p}K_a que cercam o estado de carga zero e fazemos a média aritmética desses dois \mathrm{p}K_a.

Resposta

O ponto isoelétrico \mathrm{p}I de um aminoácido é o pH em que sua carga líquida é zero. Para aminoácidos simples, \mathrm{p}I é a média dos dois \mathrm{p}K_a correspondentes aos grupos carboxila e amino:
\mathrm{p}I = \frac{\mathrm{p}K_{a1} + \mathrm{p}K_{a2}}{2}.

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