RESUMEN SOLEMNE 2 DE CIENCIAS DE LOS ALIMENTOS

Solemne II

PROTEÍNAS:
Se componen por Aminoácidos, los cuales tienen múltiples funciones:

• Función estructural: en la formación de colágeno
• Función de movimiento: ayudan a la secreción de Actina y miosina
• Función inmune: ayuda a generar células defensivas
• Función hormonal: ayuda a secretar hormona del crecimiento
• Función digestiva: ayuda a secretar enzimas
• Transporta nutrientes: ayuda a la secreción de albumina

Los AA se clasifican según su cadena lateral, la cual:

• Su estado de ionización domina a pH 7: En pH 7 el aminoácido es NEUTRO y se encuentra como un “ión dipolar”, además en su estructura se le encuentra un grupo carboxilo cargado negativamente y un grupo amino cargado positivamente. Cuando el AA está en un pH básico o ácido, el grupo carboxilo y amino tienen capacidad de actuar como ácidos débiles (los cuales pueden disociarse cediendo o captando protones en función del pH), por lo que cuando el pH es básico (cargado positivamente) cede al medio el protón y pierde la carga, quedando como COO- y cuando el pH es ácido (cargado negativamente) el grupo carboxilo capta el protón del medio formando el grupo COOH sin carga (pierde la carga negativa y mantiene su carga positiva). Es decir, en pH neutro es dipolar, en pH básico es negativo y en pH ácido es postivo.
• Se destacan mediante sombreado y
• C asimétricos se destacan en color rojo
• El único AA que no pta C asimétrico es la Gly[pic 1]
• Todos los AA con C asimétrico ptan isomería ópticaebajo de cada AA figura el nombre completo, código de 3 letras y código de una letra[pic 2]

 [pic 3][pic 4]

Podemos definir como pI al pH en que los aminoácidos naturales o cualquier especie anfótera tenga carga 0. Para hallar el pI en un aminoácido se deben calcular su pka experimentalmente y luego sumarlos para dividirlos entre dos.[pic 5]

[pic 6]

¿Cómo calcular el Punto isoeléctrico de un aminoácido?
Grupo CARBOXILO (COOH): es de carácter ácido, es decir que a determinado pH es capaz de ionizarse o disociarse, queda cargado negativamente, cediendo un protón al medio. También puede tomar un protón y permanecer neutro.
Grupo AMINO (NH3): es de carácter básico, es decir, puede actuar como base y a determinado pH captar un protón del medio y quedar cargado positivamente. Además puede tomar un protón para volver a cederlo y quedar neutro.
Es importante saber que el carboxilo NUNCA tendrá carga positiva y el amino NUNCA tendrá carga negativa. Esto quiere decir que el COOH puede ceder un protón y el Amino puede ganar un protón.
Recordemos que el pH se calcula como pH=-log (H+), lo que hace que los valores de pH y las concentraciones de protones sean inversas, es decir, a bajos valores de pH (cercanos a 1), se indica +1 concentración de protones, lo que se denomina como MEDIO ÁCIDO, mientras que un alto valor de pH tiene menor concentración de protones, lo que se denomina MEDIO ALCALINO.
Por otro lado el punto Isoeléctrico es el pH en el cual la disociación de cargas positivas y negativas, se igualan y la carga eléctrica neta del  AA es nula.El pI es un valor de pH en la escala de 1 a 14 y es particular, debido a que las cargas positivas igualan a las negativas, por lo tanto, su  carga neta es igual a CERO.
Para calcular el pI de un Aminoácido debemos recordar que el Carbono central está unido a un grupo amino, carboxilo y un hidrógeno. Un ejemplo de ello es la Glicina, que está unida a un cuarto grupo que es el Hidrógeno.
Para ello vamos a imaginar una línea de pH, donde la glicina presenta 3 estructuras químicas posibles:
una con pH bajo: donde el Carboxilo y el CH2 están en forma neutra y el Amino capta un protón del medio (NH3+)
una central: Aquí se pasa a pk1, donde el Carboxilo cede un protón al medio (COO-), quedando en su forma ionizada
una con pH alto (baja concentración de protones): Acá se pasa a pk2, donde se ioniza el grupo amino ya que cede su protón y queda neutro.
Así, veremos que la primera forma tiene una carga neta de +1, debido a que el carboxilo y el CH2 están neutros y el amino tiene una carga positiva; la estructura central posee una carga neta de 0, debido a que uno se encuentra en carga positiva y el otro en carga negativa, igualándose sus cargas; la tercera estructura tiene carga neta de -1 porque el amino se encuentra en forma neutra y el carboxilo está con solo una carga negativa.
A la forma que está en el centro, con carga neta 0, se denomina como Ión dipolar y es la forma que predomina en el punto Isoeléctrico, que es el pH que tratamos de calcular.
Para calcular el pI debemos encontrar al ión dipolar, para lo que debemos encontrar los dos Pk, que están a ambos lados del ión y se deben promediar.

 Ahora bien, hay aminoácidos como la Histidina que son más complejos. Este AA presenta en su grupo R compuestos químicos que pueden ser ionizados. Para calcular su punto Isoeléctrico, debemos escribirla en sus 4 formas posibles, donde a pH bajo va a tener una carga neta de +2, debido a que el Carboxilo va a estar en su forma neutra y el amino protonado, PERO TAMBIÉN en su grupo R habrá un grupo químico protonado, por lo tanto tendrá 2 cargas positivas. La segunda forma tiene carga neta de +1, porque al pasar por el pk1, el carboxilo de ioniza quedando negativo, contra las 2 positivas da ese resultado. Luego al pasar por el pH 6, el grupo R cede el protón, quedando en forma neutra y con carga neta 0 (la que predomina) y finalmente en el pk2, ocurre la ionización del grupo amino, quedando con carga neta de -1. Ahora, para encontrar el pI debemos promediar 2 pk, pero ¿Cuáles?, para ello, debemos encontrar al ion dipolar, que será que posee carga neta 0 (en AA básicos siempre es la tercera), luego buscar los pK que se encuentran a ambos lados de este ión dipolar para luego promediarlos.

En cambio, en un aminoácido de tipo ácido, como el ácido aspártico, para calcular su pI debemos imaginar una línea de pH, recordando que los primeros presentan altas concentraciones de protones.
A pH bien ácido el grupo amino va a estar protonado, donde al pasar por el pk1 el carboxilo se ioniza, luego pasamos por el pkR, donde se ioniza el grupo R, donde el carboxilo cede su protón y finalmente pasamos por el pk2, donde se ioniza el grupo amino, perdiendo su protón, quedando en su forma neutra. Ahora para encontrar el pI debemos buscar el ión dipolar que es SIEMPRE la segunda de las formas y los pk que se promedian son el pk1 y pk2 (propios de los carboxilos)

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