Cos'è punto isoelettrico?

Punto Isoelettrico (pI)

Il punto isoelettrico (pI), anche chiamato pH isoelettrico, è il pH al quale una molecola, come un <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/amminoacido">amminoacido</a> o una proteina, non porta alcuna carica elettrica netta. In altre parole, è il pH al quale il numero totale di cariche positive è uguale al numero totale di cariche negative.

Importanza:

• Caratterizzazione: Il pI è una proprietà fisica unica per ogni molecola e viene utilizzato per identificarla e caratterizzarla.
• Separazione e purificazione: La differenza nei pI tra diverse molecole può essere sfruttata per separarle e purificarle attraverso tecniche come l'<a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/elettroforesi%20isoelettrica">elettroforesi isoelettrica</a>.
• Comportamento delle proteine: Il pI influenza la solubilità e la stabilità delle proteine. Le proteine sono generalmente meno solubili al loro pI perché la mancanza di carica netta riduce la loro interazione con l'acqua.
• Interazioni molecolari: Il pI influenza le interazioni tra molecole, come le interazioni proteina-proteina e proteina-DNA.

Calcolo del pI:

Il calcolo del pI dipende dalla molecola in questione.

• Amminoacidi semplici: Per un amminoacido con solo un gruppo amminico e un gruppo carbossilico, il pI è la media dei pKa del gruppo carbossilico (pKa1) e del gruppo amminico (pKa2):

  pI = (pKa1 + pKa2) / 2
  

• Amminoacidi con catene laterali ionizzabili: Per gli amminoacidi con catene laterali ionizzabili (come acido aspartico, acido glutammico, istidina, lisina e arginina), il calcolo è più complesso. Bisogna identificare i due valori di pKa che racchiudono il punto in cui la molecola ha carica netta zero. La media di questi due pKa è il pI. Ad esempio:
  • Acidi (Asp, Glu): Media dei pKa del gruppo carbossilico α e della catena laterale.
  • Basici (His, Lys, Arg): Media dei pKa del gruppo amminico α e della catena laterale.
• Proteine: Il pI di una proteina è determinato dalla composizione degli amminoacidi che la costituiscono. Esistono diversi algoritmi e software per stimare il pI di una proteina basati sulla sua sequenza di amminoacidi. Questi algoritmi considerano i pKa di tutti i gruppi ionizzabili presenti nella proteina. Un calcolo esatto è spesso difficile, a causa di effetti locali dovuti alla struttura tridimensionale della proteina.

Fattori che influenzano il pI:

• Temperatura: La temperatura può influenzare leggermente i valori di pKa e, di conseguenza, il pI.
• Forza ionica: La forza ionica della soluzione può influenzare l'attività degli ioni e, quindi, il pI.
• Modifiche post-traduzionali: Modifiche come la fosforilazione o la glicosilazione possono alterare la carica di una proteina e, di conseguenza, il suo pI.