UNIVERSIDAD DE CÓRDOBAFACULTAD DE INGENIERÍASINGENIERÍA DE ALIMENTOS

BIOQUIMICALABORATORIO N° 1

TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA DE AMINOÁCIDOS

Amada Abad 1., Amarilis Acosta 1., Bernardo Argumedo 1., Maura Castaño1., Luis F. Logreira 1

RESUMEN

Con esta práctica de laboratorio se determinó el punto isoeléctrico de varios aminoácidos, para ello fue necesario medir el pH inicial del aminoácido estudiado. Después de esto se hizo la titulación con HCl , a medida que se iba titulando se media el pH de la solución y se registraban los datos. Este procedimiento se realiza igualmente con los demás aminoácidos y se procede también a hacer la titulación utilizando NaOH.

Palabras claves: Titulación, Aminoácido, pH, Punto Isoeléctrico.

ABSTRACT

With this lab it was determined the isoelectric point of several amino acids, for this it was necessary measuring the initial pH of the studied amino acid. After all this it was made a titration with HCl, as would be half titrating the pH of the solution and recording the data. This procedure is made similarly with the another amino acids and the titration is made with NaOH.

Word keys: Titration, Amino acid, pH, isoelectric point.

1 Estudiantes de Ingeniería de Alimentos, IV Semestre, Universidad de Córdoba, Facultad de Ingenierías, Programa de Ingeniería de Alimentos, Berasategui- Córdoba 2013

INTRODUCCIÓN

Las proteínas son macromoléculas compuestas por unidades más pequeñas conocidas como aminoácidos. En las proteínas se encuentra básicamente veinte aminoácidos diferentes, los cuales contienen un grupo carboxilo y un grupo amino unidos al mismo átomo de carbono (carbono α) estos aminoácidos difieren unos de otros solo por la naturaleza de sus cadenas laterales, o grupos “R” que varían tanto en estructura, como en tamaño y carga eléctrica e influyen en la solubilidad en agua.

Los grupos carboxilo y amino de los aminoácidos funcionan como ácidos y bases débiles, respectivamente, y como tales, se ionizan cuando están en solución. Los aminoácidos tienen al menos dos pK, por lo que tienen mayor capacidad amortiguadora, ya que presentan de tres a cuatro formas iónicas diferentes. Cuando la forma iónica tiene una carga neta de cero se dice que se encuentra en su punto isoeléctrico o pI. Al variar de pH, cambia la proporción de la formas iónicas y es posible ver la capacidad amortiguadora de los aminoácidos.

Cada aminoácido tiene sus propio pK, puesto que presenta diferentes sustituyentes en sus cadenas laterales. Mediante una titulación, se puede determinar el pK de un aminoácido. (1)

Titulación: Es la adición de sucesivas cantidades de una base o de un ácido fuertes, a una solución de ácido o de base a titular, con la medición simultánea de su pH, hasta el punto de equivalencia en el cual los equivalentes de ácido y de base se igualan.(2)

La curva de titulación será bifásica. Habrá dos porciones separada o inflexiones en la curva de titulación. El punto medio de la primera inflexión (B) es donde el aminoácido está mitad en forma ácida y mitad en forma zwitterion. EL punto de inflexión C ocurre cuando todo el aminoácido original ya está en forma de zwitterion. El pH al cual esto ocurre se denomina el pH isoeléctrico (punto isoleléctrico) y se le da el símbolo pI (asumiendo que el grupo “R” no tiene carga). En la titulación de pH de un aminoácido con un grupo no ionizable “R”, el punto de equivalencia ocurre en el pI del aminoácido. En el punto medio de la segunda inflexión (D), la mitad del aminoácido está en forma de zwitterion y la otra mitad está en forma básica. (3)

las curvas de titulación proporcionan la siguiente información

Medida del pK de los grupos ionizables: se localizan en el punto medio de la zona tampón.

Regiones de capacidad tampón: mesetas donde se localizan los pKs; dichas regiones se encuentran en el intervalo pK ± 1 unidad de pH.

pI: se localiza en el intervalo de viraje.

Formas ionizables del aminoácido en cada rango de pH.

Carga eléctrica del aminoácido en cada rango del pH

Solubilidad relativa del aminoácido en cada rango de pH. (4)

OBJETIVOS

ɸ Construir con datos experimentales la curva de titulación del aminoácido Lisina.

ɸ Establecer gráficamente el punto isoeléctrico de la lisina.

ɸ Interpretar correctamente la curva de titulación de la Lisina.

PROCEDIMIENTO

Con el potenciómetro se mide el pH inicial del aminoácido estudiado, se procede a hacer las debidas titulaciones con HCl para cada aminoácido, a medida que se titula se mide el pH a la solución, seguir titulando hasta llegar a agotar 10 ml de HCl por último se reportan los datos obtenidos y se desecha el titulado. Repetir este procedimiento utilizando ahora como agente titulador el NaOH. Los aminoácidos a utilizar son alanina, arginina, acido aspártico y glicina. En el caso de nuestro grupo se tomo el aminoácido Lisina.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

• Lisina

Titulación con NaOH pH inicial= 5.74

Titulación con HCl pH inicial= 6.48

Volumen (ml)

pH Volumen (ml)

pH

2 7.78 2 3.354 8.80 4 2.786 8.20 6 2.72

8 8.42 8 2.4910 8.57 10 2.40Tabla # 1 resultado de la Lisina

• Alanina

Titulación con NaOH pH inicial= 6.23

Titulación con HCl pH inicial= 6.23

Volumen (ml)

pH Volumen pH

2 8.00 2 3.404 8.40 4 3.156 8.65 6 3.008 8.86 8 2.8610 9.00 10 2.71Tabla # 2 resultados de la Alanina

• Glicina

Titulación con NaOH pH inicial= 6.48

Titulación con HCl pH inicial= 6.48

Volumen (ml)

pH Volumen (ml)

pH

2 8.12 2 3.424 8.41 4 3.186 8.54 6 3.088 8.74 8 2.9310 8.95 10 2.89Tabla # 3 resultado de la Glicina

• Acido aspartico.

Titulación con NaOH pH inicial= 3.00

Titulación con HCl pH inicial= 3.00

Volumen (ml)

pH Volumen pH

2 3.23 2 2.774 3.42 4 2.656 3.55 6 2.518 3.71 8 2.3110 3.83 10 2.1012 4.07 1214 4.20 1416 4.42 1618 4.80 1820 5.45 20Tabla # 4 resultados del A. aspártico

• Arginina

Titulacion con NaOH pH inicial= 10.16

Titulación con Hcl pH inicial=10.16

Volumen (ml)

PH Volumen PH

2 10.47 2 9.854 11.46 4 9.686 11.66 6 9.408 11.83 8 9.2810 11.99 10 9.20Tabla # 5 resultados de la Arginina

• PARA LA ALANINA

El aminoácido valorado se comenzó con un pH diferente a 0 en este caso la alanina se titulo con pHi= 6.23 al valorar con NaOH, y de igual forma con el HCL.

Hablando del punto isoeléctrico, como sabemos este se define como el pH en el cual el número de cargas positivas se iguala al número de

cargas negativas que aportan los grupos ionizables de una molécula. En el punto isoeléctrico la carga neta de la molécula es cero (0), para el caso de la alanina que solo tiene solo dos grupos de disociación tenemos:

(CN= Carga neta.)

El primer pk1(R-COOH) es 3.15 y el segundo pk2(R-NH3+) es 8.40. Así que el punto isoeléctrico (pI) de la alanina es:

• •

•

• PARA LA GLICINA

A pH ácido la Gly se encuentra

como un ácido diprótico, ya que tanto el grupo amino como el carboxilo se encuentran protonados, es decir, a pH = 1, el 100% de las moléculas de aminoácido se encuentran en forma de catión

Al ser éste un amino ácido neutro, posee un grupo amino y un grupo carboxilo es el aminoácido mas sencillo, es decir su grupo R es un hidrogeno.

El punto isoeléctrico estipulado para este aminoácido (Glicina) debe ser 5,97. Y el obtenido experimentalmente fue : 5.77.

• PARA EL ACIDO ASPARTICO

El ph inicial de la solución de acido aspartico antes de valorar con HCL 0,1M y el NaOH fue de 3.0 ml, en el acido aspartico el valor del punto isoeléctrico se tomo del ph medio entre los valores de pk, este pI esta dado de la siguiente manera:

• PARA LA ARGININA

Para la valoración de la solución del aminoácido con HCl arginina el phi= 10.16, así mismo se tomo un igual para la titulación con NaOH

Para este caso de la arginina que es un aminoácido con cadena lateral básica.

• PARA LA LISINA

Para este aminoácido, al igual q los otros, se comenzó con un pH diferente a 0 en este caso la lisina, su PH inicial fue: pHi= 5.74 al valorar con NaOH y HCL.

El punto isoeléctrico de la Lisina es de 9.74 pero en este caso el punto isoeléctrico que obtuvimos experimentalmente no fue el mismo que se marca teóricamente. Esto pudo ocurrir por el error que se tuvo al momento de hacer las respectivas mediciones, puesto que, no tomamos unos datos completos con respecto al Ph.

ANÁLISIS DE RESULTADO:

La representación gráfica de la variación del pH de una solución por la adición de equivalentes de ácido o de base se denomina curva de titulación. En el caso de los aminoácidos, las curvas de titulación proporcionan la siguiente información

-Medida del pK de los grupos ionizables: se localizan en el punto medio de la zona tampón.

- Formas ionizables del aminoácido en cada rango de pH.

- Carga eléctrica del aminoácido en cada rango del pH

INVESTIGACIÓN

A) Registrar en una tabla los resultados obtenidos:

(ESTAN CONTENIDOS EN LOS RESULTADOS Tabla # 1, 2, 4 y 5).

B) Determinar el pI del aminoácido.

Tabla # 6 Pl de los amioacidos estudiados en laboratorio

Aminoácidos pK1 pK2

pI

Alanina 3.15 8.40 5.77Glisina 3.42 8.12 5.70Aspartico 2.77 3.23 3.00Arginina 9.85 10.47 10.16Lisina 3.35 7.78 5.66

C) Determinar el pI de los aminoácidos Gly- A-Glu-His-Tyr-Lys-Asp:

Tabla # 7 pI Gly-A-Glu-His-Tyr-Lys-Asp

Aminoácidos pK1 pK1 pI

Glicina 2,4 9,7 6,05Alanina 2,3 9,9 6,1Glutamico 2,2 4,3 3,25Histidina 1,8 6,0 3,9Treonina 2,6 10,4 6,5Lisina 2,2 9,2 5,7Aspártico 1,9 3,6 2,75

D) Determinar el pI de los siguientes aminoácidos:

Tabla # 8 pi de v, trp, met

Aminoácidos pK1 pK1

pI

Valina 2,32 9,62 5,96Triptófano 2,83 9,39 5,89Metionina 2,28 9,21 5,7

Conclusión

Esta práctica, aunque su desarrollo fue sencillo, nos deja conocimientos amplios, sobre todo las curvas de titulación, que son herramientas muy poderosas, ya que a través de éstas pudimos determinar, por ejemplo, el pKa, el pKb, y por medio de éstos, el punto isoeléctrico de un aminoácido, en

este caso la Lisina, aunque no nos hayan dado los resultados esperados.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

(1) http://docencia.izt.uam.mx/sgpe/files/users/uami/jaislocr/BIOQUIMICA_I/PRACTICA_3.pdf

(2) http://uninga.net/verpost/Apuntes/3847/Titulaci--n--Bioqu--mica--Medicina.html

(3) http://agu.inter.edu/halices/TITULACION_AMINOACIDOS.pdf

(4) http://212.128.130.23/eduCommons/ciencias-biosanitarias/bioquimica-ph-equilibrios-acido-2013-base/contenidos/4.%20Curvas%20de%20titulacion%20de%20aminoacidos.pdf