Cálculo del pI de un péptido.

Es una explicación práctica para calcular el pI de un péptido, espero que se entienda.

Dado el siguiente péptido: Ala-Glu-Gly-Lys

Lo importante es identificar los grupos -NH y -COOH terminales y si hay alguno en los aminoácidos no terminales, en este caso tenemos:

Lo cual podemos escribir de la siguiente manera:

Ahora debemos identificar los valores de pKa de cada uno de los grupos -NH2 y -COOH, los cuales se encuentran en la siguiente tabla:

En la primer columna tenemos los valores de pKa que corresponden al grupo -COOH unido al Cα, es decir, el -COOH terminal. En la segunda columna tenemos el pKa que corresponde al grupo -NH2 unido al Cα, es decir el -NH2 terminal. Y la tercer columna corresponde al grupo -NH2 o -COOH de la cadena lateral (según corresponda).
En nuestro ejemplo tenemos que:

Entonces, una vez identificados todos los valores de pKa los ordenamos de menor a mayor:

 2,18
 4,25
 9,69
10,53

El pI de un péptido es el pH característico en el que la carga eléctrica del péptido es cero. Es un valor de pH, por lo tanto su valor estará comprendido entre 0 y 14. 
El pI se calcula como pI=(pKa1 + pKa2)/2  donde los pKa son los pKa antes y después del pI.
Para esto hacemos una titulación de péptidos y vamos variando el valor de pH y analizando la carga neta de la molécula. Entonces empezamos por un valor de pH bajo, más bajo que el pKa más chico que tenemos (en nuestro ejemplo 2,18) entonces tomamos pH=1,00. A este valor de pH los grupos ionizables se encontrarán totalmente protonados:

A este pH la carga es +2. 
Ahora elegimos un valor de pH que sea más alto que el pKa más bajo y más bajo que el valor de pKa que le sigue, o sea un pH que se encuentre entre 2,18 y 4,25, por ejemplo pH=3,00. A este pH se va a desprotonar el grupo de menor pKa, es decir que el grupo -COOH correspondiente al -COOH terminal (el del la Lys) se va a encontrar desprotonado:

En este caso la carga neta de la molécula es +1. Ahora repetimos el método: elegimos un valor de pH que se encuentre entre los dos pKa siguientes, es decir entre 4,25 y 9,69.

Siempre tenemos que tener: pH, pKa, pH, pKa... de menor a mayor, es decir de más ácido a más alcalino, donde tenemos a pH muy ácido todos los grupos ionizables protonados y a medida que vamos a pH más alcalino se van a ir desprotonando: se desprotona el grupo ionizable que tiene pKa menor que el pH), ahora tomamos pH= 7,00 y tenemos:

En este caso la carga neta de la molécula es 0, es decir que estamos en un valor cercano al valor de pI. El pH se encuentra entre pKa= 4,25 y pKa=9,69. Entonces en nuestra fórmula: pI=(pKa1+pKa2)/2 ya sabemos los dos valores de pKa que debemos reemplazar para calcular pI.

pI= (4,25+9,69)/2= 6,97