Determinação do grau de dissociação de aminoácidos

• Processo: 09/10890-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2009
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2010
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Augusto Agostinho Neto
• Beneficiário: Guilherme Volpe Bossa
• Instituição Sede: Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São José do Rio Preto. São José do Rio Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Aminoácidos Glicina Dissociação Dissociação iônica Eletrostática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Equação de Poisson-Boltzmann | Lei da ação das massas | pK dos grupos dissociáveis | Potencial eletrostático médio | pK de grupos dissociáveis

Resumo

Aminoácidos são moléculas que contêm simultaneamente grupos funcionais amina e ácido carboxílico e formam os blocos constituintes dos peptídeos e proteínas. Em soluções aquosas de pH neutro, os aminoácidos podem existir em duas formas: uma pequena fração encontrar-se-á em uma forma eletricamente neutra, ou seja, com o grupo amina desprotonado (-NH2) e o grupo carboxila protonado (-COOH). A maioria estará, no entanto, em uma forma ionizada, em que o grupo amina se encontra protonado (¾NH3+) e o ácido carboxílico desprotonado a carboxilato (¾COO-), denominando-se esta forma de zwitterionica (do alemão zwitter, que significa "híbrido"). Um zwitterion (ou íon dihíbrido) é uma molécula globalmente neutra em termos de carga elétrica, mas que possui cargas locais devido a presença de grupos ionizados. No caso da glicina, em pH= 2,35, encontram-se metade das moléculas com a amina e carboxila ambas protonadas (H3+CH2COOH) e metade com a amina protonada e com a carboxila desprotonada (H3+CH2COO-). Em pH=9,78, a glicina apresenta as formas 50% H3+CH2COO- (amina protonada e carboxila desprotonada) e os outros 50% como H2CH2COO- (amina e carboxila ambas desprotonadas). Com base em tais fatos, este projeto visa a determinação do grau de dissociação de aminoácidos, em especial da glicina que, apesar de não ser um aminoácido estrutural e ser muito simples quando comparada com outros, desempenha variados papéis como, por exemplo, neurotransmissor inibitório no sistema nervoso central, especialmente sobre a medula espinhal, tronco neural e retina. A glicina também é essencial na formação da camada de peptidioglicano na parede celular de bactérias Gram-positivas, ao formar um pentapeptidio (pentaglicina) que ajuda na ligação entre resíduos de ácido N-acetilmurâmico. A pentaglicina encontra-se ausente em bactérias Gram-negativas. O grau de dissociação dos grupos é determinado teoricamente pela aproximação do campo médio, com o uso da forma linearizada da equação de Poisson-Boltzmann e a Lei de ação das massas. Tal parâmetro é medido experimentalmente a partir da relação existente entre pKa de um determinado radical da glicina e o pH do sistema e dessa forma a carga elétrica da molécula pode ser avaliada.