Propiedades acido-base de aminoacidos y sistemas amortiguadores

...

Los tres grupos ionizables de la histidina tienen valores de pKa diferentes entre sí, por lo tanto, el extremo carboxilo es el primero en desprotonarse (por tener el valor más bajo de pKa respecto a los otros dos), y en estar completamente disociado antes de que el grupo R (imidazol protonado) empiece a perder su H+ y se ionice completamente antes de que el extremo amino empiece a perder el suyo.

Es por esto que, el cambio de valor de pH y de color de la solución, conforme se fue agregando NaOH a la muestra de histidina, indicó que la solución se hacía cada vez más básica. Y por eso, en cierto momento, se registraron cambios drásticos en ambas variables. Esto se puede explicar de acuerdo al rango de amortiguación de los tres grupos protonables de la histidina mencionados anteriormente El primer cambio ocurrió cuando la solución cambió de color naranja a amarillo y de 2,40 a 4,25 en el pH, es decir, sobrepasó el rango de efectividad del pKa = 1,82 del grupo carboxilo, lo que hizo que se desprotonara, predominando ahora en su forma básica. El segundo cambio se registró cuando el pH pasó de 7.16 a 8.40, y cambió de color amarillo a azul, lo que significó que el pH sobrepasó el rango de amortiguación del grupo R. (5.00 y 7.00).

Otra solución amortiguadora importante en el mantenimiento de la homeostasis es el sistema tampón del fosfato, el cual actúa en el citoplasma de todas las células, y consiste en que el H2PO4- es dador de H+, y el HPO42- es aceptor (4). Este tampón presenta su efectividad máxima a un pH próximo a su pKa=6.86, resistiendo cambios de pH en el intervalo de 5.9 y 7.9, por lo que, al estar a pH fisiológico en el experimento, amortiguó a la perfección frente a la adición del ácido y la base, no generando ningún cambio de color.

En los tres casos de solución amortiguadora se usó Azul de timol, un compuesto orgánico usado como indicador de pH, el cual posee dos intervalos de viraje: Intervalo de transición visual ácido: pH 1.2 (rojo-naranja), pH 2.8 (amarillo), y el intervalo de transición visual alcalino: pH 8.0 (amarillo), pH (azul).

CONCLUSIONES

La capacidad amortiguadora de un buffer depende de las zonas de amortiguación y valor de pKa que posean, por ejemplo, el buffer fosfato es un tampón efectivo en los fluidos biológicos, ya que la mayoría de los fluidos extracelulares y compartimientos citoplasmáticos tienen un pH en el intervalo de 6.9 a 7.4

REFERENCIAS

(1,3) Nelson D, Cox M. Principios de bioquímica. 5ta ed. Barcelona: Ediciones Omega; 2009. (59-61p. 80-81p.)

(2) Clubensayos [internet] país [9 de sep 2014]. Bioquímica; [citado 10 abril 2017]. Disponible en: https://www.clubensayos.com/Ciencia/Bioquimica/1992919.html

(4) Pacheco Leal D. Bioquímica médica. 1ra ed. Barcelona: Limusa, 2010. 95p.

ANEXOS

Anexo 1. Cambio de color en la solución debido a la interacción de las soluciones amortiguadoras con la adición de ácido y base

El cambio del color se registró de acuerdo al intervalo de viraje del azul de timol cuando interactuó con el ácido y la base.

Tubo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Color inicial

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Color final

Amarillo

Naranjo

Azul

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Amarillo

Verde

ANEXO 2

[pic 1]

Gráfico Nº1: Curva de titulación de la histidina frente a la adición de OH-

Se lograron determinar tres pKa, los que corresponden a tres zonas de amortiguación, también representa los tres protones que la histidina perdió durante el procedimiento.