Por que os grupos
-amino e
-carboxil dos aminoácidos não-terminais de um polipeptídeo não são ionizáveis?
Passo 1
O que o enunciado pede: explicar por que os grupos
-amino e
-carboxil de um aminoácido que estão no interior (isto é, não-terminais) de um polipeptídeo não são ionizáveis.
Informações relevantes dadas ou implícitas pelo enunciado:
Informações relevantes dadas ou implícitas pelo enunciado:
- “Não-terminais” significa que esses grupos estão ligados aos aminoácidos vizinhos, formando a cadeia polipeptídica (não são o N-terminal livre nem o C-terminal livre).
- Em cadeias peptídicas, as unidades monoméricas (aminoácidos) ligam-se por ligações peptídicas (também chamadas de amidas).
Não vamos resolver ainda; apenas clarificamos o pedido e os dados.
Passo 2
Noções básicas de ácido/base e ionização (mini-aula): o que significa “ionizável”?
- Um grupo funcional é ionizável quando pode perder um próton (
, agir como ácido) ou ganhar um próton (agir como base) em condições dadas (por exemplo, pH fisiológico). - A tendência de um grupo doar ou aceitar prótons é medida pelo
: se o grupo tende a estar desprotonado; se tende a estar protonado. - Exemplos numéricos para referência (aminoácido livre): o grupo
-carboxil livre tem típico aproximadamente a (logo é desprotonado em pH fisiológico), e o grupo -amino livre tem típico aproximadamente a (logo está protonado em pH fisiológico). Esses números mostram que grupos livres podem ser ionizáveis.
Passo 3
O que muda quando se forma a ligação peptídica (reação de condensação):
Escrevendo a reação geral de formação de uma ligação peptídica entre dois aminoácidos:
Escrevendo a reação geral de formação de uma ligação peptídica entre dois aminoácidos:
- Observe que a hidroxila (
) do grupo carboxila do primeiro aminoácido e um hidrogênio do grupo amino do segundo saem como água. - Consequência direta: o grupo
-carboxil deixa de existir como e passa a fazer parte de uma amida ; o grupo -amino deixa de existir como ou livre e passa também a fazer parte da mesma amida.
Passo 4
Por que a parte nitrogenada da amida (o antigo
-amino) perde capacidade de ser protonada (mini-aula sobre a basicidade de aminas vs amidas):
- Em uma amina alifática livre (
), o nitrogênio tem um par de elétrons localizado que pode coordenar um próton — por isso aminas são bases razoáveis ( da base conjugada típico ~ - ). - Em uma amida (
), esse par de elétrons do nitrogênio fica parcialmente delocalizado por ressonância com o grupo carbonila adjacente. Esquematicamente:
(duas formas limites de ressonância: uma com a dupla ligação C=O e o par no N; outra com carga parcial no oxigênio e no nitrogênio)
- Essa delocalização torna o par de elétrons do nitrogênio menos disponível para ligar um próton — ou seja, a basicidade do nitrogênio da amida é muito menor que a de uma amina livre.
- Em termos de
: a base conjugada de uma amida tem muito baixo (muito menor que o de uma amina), o que significa que a forma protonada da amida não é favorecida em pH fisiológico. Por isso o nitrogênio da ligação peptídica não é protonado e não é “ionizável” na prática.
Passo 5
Por que a porção carboxila transformada em amida (o antigo
-carboxil) não é ácida:
- Um grupo carboxila livre
tem um hidrogênio ligado ao oxigênio que pode ser doado (por isso é ácido). Quando a ligação peptídica se forma, esse foi removido (como mostrado na reação do Passo 3) — o grupo deixa de ser e passa a ser . - Em
não existe o hidrogênio ácido ligado ao oxigênio; portanto não há próton disponível para ser perdido. Além disso, a amida é muito menos ácida que um ácido carboxílico livre. Logo, a antiga carboxila não pode desprotonar e não é ionizável.
Passo 6
Resumo pedagógico e dica para prova (tom amigo):
- Em poucas palavras: quando um aminoácido está no interior de um polipeptídeo seus grupos
-amino e -carboxil estão ligados entre si por uma ligação peptídica do tipo amida. A formação dessa ligação remove o hidrogênio ácido do carboxil e delocaliza o par de elétrons do nitrogênio, tornando ambos os centros incapazes de ionizar nas condições normais. - Dica prática para a prova: sempre olhe a cadeia e identifique se o grupamento é parte de uma amida (peptide bond). Se for, trate-o como não ionizável; apenas os grupos terminais livres e os radicais laterais (cadeias laterais de aminoácidos) podem ser ionizáveis.
Resposta
Porque, em aminoácidos não-terminais, os grupos
-amino e
-carboxil participam da ligação peptídica (formando uma amida), o que (1) remove o
ácido do antigo
e (2) delocaliza o par de elétrons do nitrogênio por ressonância, reduzindo fortemente sua basicidade; portanto nenhum dos dois grupos pode doar ou aceitar prótons nas condições usuais e assim não são ionizáveis.