A definição
O ponto isoelétrico, pI, é o pH em que uma proteína não tem carga elétrica líquida. Abaixo do pI a proteína é positiva, porque seus grupos básicos estão protonados; acima dele é negativa, porque seus grupos ácidos perderam os prótons.
De onde vem a carga
Sete cadeias laterais e as duas extremidades da cadeia mudam de carga com o pH. Cada uma tem um pKa, o pH em que está metade carregada. Valores aproximados:
- Ácidos (negativos acima do pKa): C-terminal (cerca de 3,5), aspartato (3,9), glutamato (4,1), cisteína (8,3), tirosina (10,1).
- Básicos (positivos abaixo do pKa): histidina (6,0), N-terminal (cerca de 8,0), lisina (10,5), arginina (12,5).
Os valores exatos de pKa variam entre tabelas (EMBOSS, Lehninger, Bjellqvist), e por isso ferramentas diferentes dão valores de pI ligeiramente diferentes para a mesma sequência.
Como é calculado
Para um pH de teste, a carga de cada grupo é calculada com a equação de Henderson-Hasselbalch: um grupo básico contribui com +1 ÷ (1 + 10pH − pKa) e um grupo ácido com −1 ÷ (1 + 10pKa − pH). Somando tudo ao longo da sequência obtém-se a carga líquida naquele pH. O pH é então ajustado, por bissecção, até a carga líquida ser zero. Uma proteína com muitas lisinas e argininas acaba com pI alto; uma rica em aspartato e glutamato tem pI baixo.
Para que o pI é usado
- Focalização isoelétrica e géis 2D: a proteína migra num gradiente de pH até chegar ao seu pI e para.
- Cromatografia de troca iônica: em pH abaixo do pI a proteína se liga a um trocador catiônico; acima do pI, a um trocador aniônico.
- Solubilidade: as proteínas são menos solúveis perto do pI, o que é usado para precipitá-las e é o motivo de os tampões de armazenamento ficarem pelo menos uma unidade de pH distante dele.
Calcule
A ferramenta Ponto isoelétrico de proteína dá o pI e a carga líquida em qualquer pH que você escolher, para uma sequência ou várias. Estatísticas de proteína acrescenta a composição de aminoácidos e Peso molecular de proteína a massa em dáltons.