Aula 2 - Aminoácidos

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AminocidosPropriedades fsico-qumicas

Prof. Rodrigo Volcan Almeida DBq IQ UFRJ

O que so aminocidos?

Aminocidosgrupo amino grupo carboxil

no ionizada

forma ionizada

Nomenclatura

SmboloA (Ala) R (Arg) N (Asn) D (Asp) C (Cys) Alanina Arginina

Resduo

Asparagina cido Asprtico Cistena

E (Glu)Q (Gln) G (Gly) H (His) L (Ile) L (Leu) K (Lys) M (Met) F (Phe) P (Pro) S (Ser) T (Thr) W (Trp) Y (Tyr) V (Val)

cido GlutmicoGlutamina Glicina Histidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Prolina Serina Threonine Tryptophan Tyrosine Valine

Nomenclatura

Isomeria

Isomeria

Propriedades fsico-qumicas

Absoro de luz

FluorescnciaO que fluorescncia?

Fluorescncia vs Fosforescncia

Fluormetro

Fluorescncia de aminocidos

fenilalanina

tirosina

triptofano

Espectro de fluorescncia de aminocidos aromticos em tampo fosfato de potssio 0,01M pH 7,0. 100mM Phe, 6mM Tyr e 1mM Trp

Fluorescncia de aminocidos282nm 257nm 304nm 355nm

274nm

278nm

Que comprimento de onda de excitao foi utilizado?

Fluorescncia em ProtenasDependncia do Ambiente278nm nativa 295nm

desnaturada Diminuio da intensidade de fluorescncia Deslocamento do pico de emisso deslocamento para o azul

9 Tyr e 1 Trp

Espectro de emisso de fluorescncia da RNAse T1 (1mM) em tampo acetato (0,1M, pH 5,0). A enzima foi desnaturada com 6M GCl. (a) 278nm (b)295 nm

Quantosaminocidos existem?

Aminocidos no-comuns

Colgeno

Protenas envolvidas na coagulao sangnea

hormnio

Alguns derivados de aminocidos com atividade biolgica

neurotransmissor

Alguns derivados de aminocidos com atividade biolgica

neurotransmissor

Outras funes de aminocidos Glu glutamato monossdico Asn e Gln Detoxicao da amnia (nos animais) His histamina

Outras funes de aminocidosArg ciclo da uria

Propriedades qumicas Reaes dos seus grupos funcionais: Grupo carboxila Grupo amino Cadeia lateral

Aplicaes: Identificao e anlise dos aminocidos em peptdeos e protenas Seqenciamento de protenas Modificaes qumicas dos resduos de aminocidos nas protenas, capazes de produzir modificaes em sua atividade biolgica Sntese qumica de peptdeos

Ionizao de aminocidos

Como se distribuem ionicamente os aminocidos?

Ionizao dos AminocidosUm aminocido em soluo aquosa

pH~1H+COOH H- C NH3+ R

H+

H+H+

H+

Ionizao dos AminocidosUm aminocido em soluo aquosa

pH~2OH-

pH~9

COO H gua H OHH- C - NH3 2 R H OHOH-

Ionizao dos AminocidosDe forma geral, ao fazer a titulao de um a.a. com uma base, iniciando-se em pH=1 observa-se que o pH da soluo aumenta at aproximadamente pH=2 quando o grupamento COOH comea a liberar ons H+ para o meio, formando gua.

COOH H- C - NH3+ + OHpK1 R

H2O

COOH- C - NH3+ Ron dipolar

Ionizao dos AminocidosContinuando a adio de base o pH ir progressivamente se elevando at que o grupo NH3+ tenha condies de liberar seu on H+, o que ocorre prximo ao pH 9 .

H 2O COOCOOH-C-NH3+ + OHH-C-NH2 R R pK2on dipolar

Ionizao dos Aminocidoscido -doa prtons para o meio

COOH COOH- C - NH3+ H-C-NH3+ pK1 CH3 CH3Base- capta prtons do meio

COOH-C-NH2 pK2 CH 3

Regio de tamponamento devida ao grupo -COOH

Regio de tamponamento devida ao grupo -NH2

Ionizao dos Aminocidos

COOH COOCOO+H N- C -H +H N- C- H H2N- C- H 3 3 pK1 pK2 R R R A+ Forma AIsoeltrica

Curva de titulao da Glicina

Ionizao dos AminocidosE quando o aminocido apresenta mais de um grupo ionizvel no radical? Este aminocido possui mais um pK, o pKR.

Aminocidos cidosGrupamentos presentes na cadeia lateral que se encontram ionizados no pH fisiolgico

COOH H- C - (CH2)2 - COOHNH2 COOH H - C - CH2 - COOH

Glutamato -carboxila

Aspartato -carboxila

NH2

Aminocidos Bsicos Grupamentos presentes na cadeias laterais que se encontram ionizados no pH fisiolgico COOH H - C - (CH2)4 - NH2 NH2 COOH H - C-CH2 NH2 N

Lisina -amino

Histidina imidazolNH

COOH H - C - (CH2)3 - NH - C - NH2 Arginina guanidnio

NH2

NH

Ionizao de aminocidos

Ionizao de aminocidos

Anftero1. Gramtica: Que rene em si duas qualidades opostas. 2. Qumica: Que ora reage como cido, ora como base.

TAMPESTampo uma soluo que resiste a mudanas de pH quando se adicionam pequenas quantidades de cido ou base. Pode ser produzido pela mistura de um cido fraco (HA) e de sua base conjugada (A-).

Ponto Isoeltrico o pH no qual a molcula aminocido apresenta igual no cargas positivas e negativas Encontra-se eletricamente neutro: on dipolar ou zwitterion do de

Clculo do ponto isoeltrico (pI)

O clculo do pI baseia-se nas formas de dissociao do aminocido utilizando os pKs anterior e posterior forma isoeltrica do aminocido.

Clculo do pI

COOH COOCOO+H N- C -H +H N- C- H H2N- C- H 3 3 pK1 pK2 R R RA+ Forma Isoeltrica A-

pI = pKa1 + pKa2 2

pI = pKa1 + pKa2 2

Glicina

pK1=2,3pK2=9,8

pI = 2,3 + 9,8 2

pI=6,05

Aminocidos com cadeia lateral ionizvel? pI = pKa1 + pKa2 2

Histidina

?

pK1=1,82pK2=9,17 pKR=6,00

Aminocidos com cadeia lateral ionizvel?Carga lquida = ZERO

Histidina

pK1=1,82pK2=9,17 pKR=6,00

Aminocidos com cadeia lateral ionizvel? pI = pKa1 + pKa2 2 pI = 6,00 + 9,17 2

Histidina

pK1=1,82pK2=9,17 pKR=6,00