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Calculadora de punto isoeléctrico (pI) de proteínas: estima el pH de carga neta cero

Estima el punto isoeléctrico (pI) de una proteína y su carga neta a pH 7 con el número de residuos ácidos y básicos (Asp, Glu, Cys, Tyr, His, Lys y Arg).

Aspartato (D)

Glutamato (E)

Cisteína (C)

Tirosina (Y)

Histidina (H)

Lisina (K)

Arginina (R)

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Cómo funciona

Carga neta (pH) = Σ positivos ÷ (1 + 10^(pH − pKa)) − Σ negativos ÷ (1 + 10^(pKa − pH)) · pI = pH en el que la carga neta es 0

Cada grupo ionizable tiene una carga que depende del pH según su pKa (ecuación de Henderson-Hasselbalch). Los grupos básicos (extremo amino, His, Lys y Arg) están protonados y con carga positiva a pH bajo, mientras que los ácidos (extremo carboxilo, Asp, Glu, Cys y Tyr) pierden protones y quedan negativos a pH alto. Al sumar todas esas cargas parciales se obtiene una curva de carga neta que baja suavemente con el pH, y el punto isoeléctrico es justo el pH donde cruza el cero. En su pI la proteína es menos soluble y no se mueve en un campo eléctrico, por eso importa en la purificación y en los geles 2D.

Ejemplo resuelto

Una proteína con 5 Asp, 5 Glu, 1 Cys, 3 Tyr, 2 His, 6 Lys y 4 Arg (más sus dos extremos) equilibra sus cargas positivas y negativas cerca de pH 7.51: ese es su pI estimado. A pH 7 todavía tiene una pequeña carga neta positiva de +0.43. Si en lugar de 6 Lys tuviera 12, el pI subiría a 10.19.

Fuentes: Isoelectric point — Wikipedia

Preguntas frecuentes

¿Por qué solo se usan algunos aminoácidos?

Solo las cadenas laterales que ganan o pierden un protón en el rango de pH relevante afectan la carga. Los otros 13 aminoácidos son eléctricamente neutros, así que no mueven el punto isoeléctrico.

¿Qué tan exacta es esta estimación?

Usa valores promedio de pKa e ignora la estructura local, que puede desplazar el pKa de un grupo una unidad o más. Para la mayoría de las proteínas solubles, espera un resultado a pocas décimas de pH del pI medido.

¿Qué le pasa a una proteína en su punto isoeléctrico?

Su carga neta es cero, así que deja de migrar en un campo eléctrico y su solubilidad es mínima. En eso se basan el isoelectroenfoque y la precipitación isoeléctrica.

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