Considere uma proteína com uma carga líquida negativa adsorvida em um gel de troca aniônica em pH 8.
Como um gradiente de pH (de pH 8 até um valor inferior de pH ) será útil para eluir a proteína? Suponha que a força iônica do eluente é mantida constante.

Passo 1

O enunciado nos dá uma proteína com carga líquida negativa em pH 8 ligando-se a um gel de troca aniônica (resina com cargas positivas). Pede-se para explicar como um gradiente de pH decrescente (de pH 8 para um valor inferior) pode eluir essa proteína, mantendo constante a força iônica do eluente. O conteúdo envolvido é cromatografia de troca iônica aniónica e dependência da carga líquida da proteína em função do pH (isto é, o conceito de ponto isoelétrico, pI).

Passo 2

Em cromatografia de troca aniônica, a proteína liga-se à resina porque em pH 8 sua carga líquida é negativa. Isso ocorre quando o pH do tampão está acima do pI da proteína, de modo que grupos ácidos (como ‘’-CO O^{-}) estão desprotonados e predominam cargas negativas na superfície proteica.

Passo 3

Ao diminuir o pH do tampão, grupos ácidos da proteína começam a se protonar:
\ce{–COO^{-} + H^{+} -> –COOH}
Com isso, a carga negativa líquida da proteína diminui gradualmente à medida que o pH se aproxima do seu pI.

Passo 4

Quando o pH atinge o valor do pI da proteína, a carga líquida é zero e a atração eletrostática para a resina positiva desaparece. Se continuarmos abaixo do pI, a proteína poderá até ficar ligeiramente positiva, passando a ser repelida pelo gel aniônico. Portanto, a afinidade proteína–resina cai com o decréscimo de pH.

Passo 5

Como a força iônica está fixa, não há competição adicional de íons do tampão para deslocar a proteína. Logo, o único fator que altera a ligação é a protonação dos grupos íonizáveis. Dessa forma, um gradiente de pH permite eluir a proteína no ponto em que sua carga líquida for suficientemente reduzida para perder a afinidade com a resina.

Resposta

Diminuir o pH reduz a carga negativa da proteína (protonando grupos ácidos), enfraquecendo sua ligação ao gel aniônico até que ela se desorva próximo ao seu pI.

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