Quais os pontos isoelétricos do ácido aspártico (
e 9,82 ) e lisina (
e 10,53 )? Explique.
Passo 1
O enunciado pede os pontos isoelétricos (pI) de duas aminoácidos e fornece os respectivos valores de
:
- Ácido aspártico:
. - Lisina:
.
O que se quer: o valor de
no qual cada aminoácido tem carga líquida zero (isso é o ponto isoelétrico). Vou usar só as informações de
fornecidas.
Passo 2
O que é
e como se relaciona com estado de ionização (explicação didática):
- A
de um grupo ionizável é o em que metade das moléculas desse grupo está protonada e metade desprotonada. É uma medida da “força” do ácido desse grupo: menor → é mais facilmente desprotonado. - Em um aminoácido com três grupos ionizáveis (um carboxila α, uma amina α e um grupo lateral ionizável), ao aumentar o
cada grupo vai perdendo prótons na ordem dos seus (do menor para o maior). - O ponto isoelétrico
é o onde a soma algébrica das cargas dos grupos é zero. Para aminoácidos com três , o é calculado como a média aritmética das duas que cercam a espécie com carga líquida zero (ou seja, as duas entre as quais o aminoácido tem carga total zero).
Vou demonstrar isso montando as formas protonadas e calculando as cargas em cada passo para decidir quais duas
usar.
Passo 3
Ácido aspártico — analisar estados de protonação e cargas (uso os
fornecidos).
- Grupos relevantes e cargas típicas quando protonados/desprotonados:
- Grupo amino α:
→ carga quando protonado; → carga quando desprotonado. - Grupo carboxila α e grupo carboxila lateral:
→ carga quando protonado; → carga quando desprotonado.
- Grupo amino α:
- Ordem de desprotonação ao subir o
(menor primeiro): .
Vou escrever as espécies e suas cargas totais:
- Totalmente protonado (pH muito baixo):
, , → carga total . - Após a primeira desprotonação (pH entre
e ): um dos (a de ) vira . Então: , , → carga total . - Após a segunda desprotonação (pH entre
e ): a segunda carboxila vira . Então: , , → carga total . - Após a terceira desprotonação (pH acima de
): a amina vira e perde , ficando com carga total .
Observação-chave: a espécie com carga total zero ocorre no estado descrito no item 2, isto é, entre as duas primeiras desprotonações, ou seja entre
e
. Portanto o
é a média dessas duas
.
Cálculo do
do ácido aspártico:
Arredondando com duas casas decimais:
.
Passo 4
Lisina — analisar estados de protonação e cargas (uso os
fornecidos).
- Valores dados:
. - Ordem de desprotonação ao subir o
: . - Cargas dos grupos:
-
/ como antes. - Amina α e cadeia lateral (grupo amino
/ ) cada qual tem quando protonada e quando desprotonada.
-
Especies e cargas totais:
- Totalmente protonado (pH muito baixo):
(α) , (cadeia) , → carga total . - Após a primeira desprotonação (pH entre
e ): → . Então: . - Após a segunda desprotonação (pH entre
e ): o grupo com (a amina α) se desprotona → fica neutro. Então: , (cadeia) , → carga total . - Após a terceira desprotonação (pH acima de
): a amina lateral perde o próton e fica , resultando em carga total .
Observação-chave: a espécie com carga total zero ocorre entre as duas últimas
, ou seja entre
e
. Então o
é a média dessas duas.
Cálculo do
da lisina:
Passo 5
Regra prática e resumo didático (para a prova, o macete):
- Identifique o estado de carga total nas três faixas de pH (abaixo do menor
, entre e , entre e , acima do maior ). - Encontre em qual intervalo a carga total é zero; então faça a média aritmética das duas
que delimitam esse intervalo. - Atalho rápido: para aminoácidos com grupo lateral ácido (Asp, Glu), o
é a média das duas menores . Para aminoácidos com grupo lateral básico (Lys, Arg), o é a média das duas maiores .
Vai dar tudo certo na prova — siga esse procedimento e faça a conta com calma.
Resposta
Ácido aspártico:
Lisina: