La definición
El punto isoeléctrico, pI, es el pH al que una proteína no tiene carga eléctrica neta. Por debajo de su pI la proteína está cargada positivamente, porque sus grupos básicos están protonados; por encima es negativa, porque sus grupos ácidos han perdido sus protones.
De dónde viene la carga
Siete cadenas laterales y los dos extremos de la cadena cambian de carga con el pH. Cada uno tiene un pKa, el pH al que está cargado a la mitad. Valores aproximados:
- Ácidos (negativos por encima de su pKa): extremo C (unos 3,5), aspartato (3,9), glutamato (4,1), cisteína (8,3), tirosina (10,1).
- Básicos (positivos por debajo de su pKa): histidina (6,0), extremo N (unos 8,0), lisina (10,5), arginina (12,5).
Los valores exactos de pKa varían entre tablas (EMBOSS, Lehninger, Bjellqvist), y por eso distintas herramientas dan valores de pI ligeramente distintos para la misma secuencia.
Cómo se calcula
Para un pH de prueba, la carga de cada grupo se obtiene con la ecuación de Henderson-Hasselbalch: un grupo básico aporta +1 ÷ (1 + 10pH − pKa) y uno ácido −1 ÷ (1 + 10pKa − pH). Sumándolos en toda la secuencia se obtiene la carga neta a ese pH. Después se ajusta el pH, por bisección, hasta que la carga neta es cero. Una proteína con muchas lisinas y argininas acaba con un pI alto; una rica en aspartato y glutamato tiene un pI bajo.
Para qué sirve el pI
- Isoelectroenfoque y geles 2D: una proteína migra en un gradiente de pH hasta alcanzar su pI y se detiene.
- Cromatografía de intercambio iónico: a un pH por debajo de su pI la proteína se une a un intercambiador catiónico; por encima, a uno aniónico.
- Solubilidad: las proteínas son menos solubles cerca de su pI, lo que se aprovecha para precipitarlas y es la razón de que los tampones de almacenamiento se mantengan al menos a una unidad de pH de distancia.
Calcúlalo
La herramienta Punto isoeléctrico de proteína da el pI y la carga neta al pH que elijas, para una secuencia o varias. Estadísticas de proteína añade la composición de aminoácidos y Peso molecular de proteína la masa en dáltones.