O ponto isoelétrico (pI) é o valor de pH no qual a carga elétrica líquida de um peptídeo se iguala a zero. Não se trata de uma constante fixa de tabela, mas do zero de uma função de equilíbrio acido-base.
O que é o ponto isoelétrico?
A um pH determinado, a carga líquida corresponde à soma das cargas parciais de todos os centros ionizáveis: a terminação amino livre N-terminal, a terminação carboxílica livre C-terminal e as cadeias laterais ativas (Asp, Glu, Cys, Tyr, His, Lys, Arg).
A contribuição de cada grupo depende da distância entre o pH ambiental e o seu pKa específico, segundo a equação de Henderson-Hasselbalch. A calculadora de carga líquida avalia este somatório com rigor matemático.
Definição de pI e método numérico
A curva de carga líquida decresce monotonicamente com o aumento do pH. Em pH muito baixo, todos os grupos estão protonados (carga positiva máxima); em pH muito elevado, estão desprotonados (carga negativa máxima). O ponto exato de cruzamento em zero define o pI.
A calculadora de ponto isoelétrico encontra essa raiz através de busca por bissecção no intervalo de pH 0 a 14, convergindo com erro inferior a 1e-6 unidades de pH.
A escala de pKa de Bjellqvist
Os valores de pKa de referência provêm da escala de Bjellqvist et al. (1993, 1994), o padrão consagrado utilizado pelo servidor ExPASy Compute pI/Mw.
Visualização gráfica e proporção de resíduos carregados
A calculadora de curva de carga vs pH traça o perfil completo de titulação, e a calculadora de fração de resíduos carregados avalia a porcentagem global de resíduos ácidos e básicos na molécula.
Em resumo
O pI de um peptídeo é o pH onde sua carga líquida, calculada somando a contribuição de Henderson-Hasselbalch de cada grupo ionizável, cruza exatamente por zero.
Literatura científica e referências primárias
- Bjellqvist, B., Hughes, G. J., et al. (1993). The focusing positions of polypeptides in immobilized pH gradients. Electrophoresis, 14(1), 1023-1031. PubMed PMID: 8125050. Escala seminal de pKa para predição de focalização isoelétrica.
- Bjellqvist, B., Basse, B., et al. (1994). Reference points for comparisons of two-dimensional maps. Electrophoresis, 15(1), 529-539. PubMed PMID: 8055880. Calibração empírica de pKa para géis 2D.
- Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2021). Lehninger Principles of Biochemistry (8a ed.). W. H. Freeman. Capítulo 3: Aminoácidos, peptídeos e proteínas.
- Gasteiger, E., et al. (2005). Protein Identification and Analysis Tools on the ExPASy Server. The Proteomics Protocols Handbook, Humana Press, 571-607.