Der GRAVY-Wert (Grand Average of Hydropathy) ist der Durchschnitt aller Kyte-Doolittle-Hydropathiewerte einer Peptidsequenz, berechnet durch Division der Summe aller Restwerte durch die Sequenzlaenge: ein positiver Wert zeigt ein ueberwiegend hydrophobes Peptid an, ein negativer Wert ein hydrophiles.
Die Kyte-Doolittle-Skala
1982 veroeffentlichten Kyte und Doolittle Hydropathiewerte fuer alle 20 Standardaminosaeuren basierend auf Wasser-Dampf-Transferenergien und der Verteilung von Seitenketten in 3D-Proteinstrukturen. Positive Werte stehen fuer hydrophobe Reste (Isoleucin +4,5, Valin +4,2), negative Werte fuer hydrophile Reste (Arginin -4,5, Lysin -3,9).
Wie berechnet man den GRAVY-Score?
GRAVY = Summe(Kyte-Doolittle-Werte aller Reste) / Gesamtzahl der ResteDer GRAVY- und Hydrophobizitaets-Rechner berechnet diesen Durchschnitt. Ein positiver Wert zeigt ein ueberwiegend hydrophobes Peptid an, ein negativer Wert ein hydrophiles Verhalten.
Restanteile nach chemischer Klasse
Der Rechner fuer hydrophobe Restanteile weist den Prozentsatz unpolarer und aromatischer Reste aus. Der Rechner fuer polare Restanteile ermittelt den Anteil polarer Aminosaeuren.
Aliphatischer Index: Thermostabilitaet
Der aliphatische Index nach Ikai (1980) beruecksichtigt das relative Volumen der aliphatischen Seitenketten (Alanin, Valin, Isoleucin und Leucin):
aliphatischer Index = %Ala + 2,9 x %Val + 3,9 x (%Ile + %Leu)Der Aliphatischer-Index-Rechner wertet diese Formel als Indikator fuer die Thermostabilitaet aus.
Boman-Index: Wechselwirkungspotenzial
Der Boman-Index (2003) mittelt die freien Transferenergien gemaess der Wasser-Octanol-Skala von Guy (1985):
Boman-Index = Mittelwert(Transfer freie Energie der Reste)Der Boman-Index-Rechner schaetzt damit die Tendenz zur Bindung an andere Proteine ein.
Zusammengefasst
Kurz gesagt: GRAVY = Summe(Kyte-Doolittle-Werte aller Reste) / Gesamtzahl der Reste, positiv bedeutet hydrophob, negativ bedeutet hydrophil.
Wissenschaftliche Literatur und Zitate
- Kyte, J., & Doolittle, R. F. (1982). A simple method for displaying the hydropathic character of a protein. Journal of Molecular Biology, 157(1), 105-132. PubMed PMID: 7108955. Originalpublikation zur Hydropathieskala und zum GRAVY-Algorithmus.
- Ikai, A. (1980). Thermostability and aliphatic index of globular proteins. Journal of Biochemistry, 88(6), 1895-1898. PubMed PMID: 7462208. Herleitung des aliphatischen Index.
- Boman, H. G. (2003). Antibacterial peptides: basic facts and emerging concepts. Journal of Internal Medicine, 254(3), 197-215. PubMed PMID: 12930229. Definition des Protein-Interaktionsindex.
- Guy, H. R. (1985). Calculating and displaying the hydrophobicity of amino acid sequences. Biophysical Journal, 47(1), 61-70. PubMed PMID: 3978203. Wasser-Octanol-Transferenergien.