Rechner fuer durchschnittliches Molekulargewicht

Beginnt man bei den Monomeren, wird die Regel sofort einleuchtend. Eine Kette aus n Resten beginnt als n freie Aminosäuren, und sie zu einer linearen Kette zu verbinden erzeugt genau n minus 1 Peptidbindungen, denn eine Kette aus n Gliedern hat n minus 1 Verbindungen. Jede Bindung kondensiert eine Carboxylgruppe mit einer Aminogruppe und setzt ein Wasser frei. n Monomere haben also n minus 1 Wasser verloren, und das fertige Peptid enthält genau ein Wasser mehr an Wasserstoff und Sauerstoff, als die Summe seiner Restmassen ausmacht.

Die für die zwanzig Standardaminosäuren tabellierten Restmassen sind daher keine Massen freier Aminosäuren. Von jeder ist bereits 18.01528 abgezogen, einmal je Rest, das Addieren von n Restmassen hat also implizit n Wasser entfernt. Das fertige Molekül hat nur n minus 1 verloren, ein genau einmal zurückaddiertes Wasser bringt die beiden Zählungen zur Übereinstimmung. Man kommt auf dieselbe Zahl auch über eine Tabelle mit Massen freier Aminosäuren, zieht dort aber einmal n minus 1 Wasser ab und hört auf. Das ist ein wirklich unabhängiger Weg zu derselben Größe und lohnt sich als Gegenrechnung.

Die Größe des Fehlers, den diese Regel verhindert, verdient eine Zahl, denn es geht nicht um Rundung. Ein Peptid aus einundzwanzig Resten hat zwanzig Bindungen, ein Wasser je Rest statt je Kette hinzuzufügen bläht das Ergebnis also um zwanzig Wasser auf, das sind 360.3 Da bei einem Molekül von rund 2300 Da. Das ist nahezu sechzehn Prozent, groß genug, um wie eine andere Verbindung auszusehen statt wie ein Schnitzer, und klein genug, um eine beiläufige Prüfung der Größenordnung zu überstehen. Eine billige Schranke fängt beides ab: Teilen Sie die Restsumme durch die Länge, dann muss der Mittelwert zwischen dem leichtesten Rest mit 57.05 und dem schwersten mit 186.21 liegen.

Jedes Element in einem Peptid ist eine Isotopenmischung und kein einzelnes Atom. Kohlenstoff ist ganz überwiegend Kohlenstoff 12, ein kleiner Teil jeder Probe ist aber Kohlenstoff 13, Stickstoff 14 kommt mit etwas Stickstoff 15 daher, und so weiter für jedes vorhandene Element. Die Mittelwertkonvention ersetzt jedes Element durch ein einziges häufigkeitsgewichtetes Mittel über seine Isotope, und diese Häufigkeiten sind tabelliert und werden von der Stelle, die die Atommassen führt, regelmäßig überarbeitet. Das Ergebnis ist die Masse der Mischung, und deshalb gehört sie in eine Division und nicht in ein Spektrum.

Dieser Unterschied ist es, der den Mittelwert zum richtigen Teiler macht. Wiegt man 5 mg eines Peptids, hat man eine Probe gewogen, die in natürlichen Verhältnissen auf viele Isotopologe verteilt ist, und das Teilen dieser Masse durch die mittlere Molekülmasse zählt die Moleküle richtig. Teilt man stattdessen durch die monoisotopische Masse, kommt die Anzahl um genau den Bruchteil zu niedrig heraus, den der Isotopenversatz darstellt. Die beiden Konventionen werden im Leitfaden zu monoisotopischer Masse und mittlerer Molekülmasse gegeneinander gestellt, und der Rechner für die monoisotopische Masse rechnet die andere aus. Es ist auch der Grund, warum die Mittelwertzahl unverändert durch jede nachgelagerte Rechnung auf dieser Website wandert und warum sich ein auf eine Nachkommastelle veröffentlichter Wert ohne vorherige Isotopenkorrektur gegen eine abgeleitete Masse prüfen lässt.

Der Versatz ist kein fester Betrag je Rest, was zählt, wenn man einen Vergleich vorab einschätzen will. Setzt man jede mittlere Atommasse neben ihre monoisotopische Masse, ergeben sich die Unterschiede je Atom in der Größenordnung von 0.011 Da für Kohlenstoff, 0.004 für Stickstoff, 0.004 für Sauerstoff, 0.0002 für Wasserstoff und 0.09 für Schwefel. Kohlenstoff dominiert einfach deshalb, weil so viel davon vorhanden ist: Eine Kette aus 120 Kohlenstoffatomen trägt allein etwa 1.3 Da Versatz, und ein Methioninrest trägt so viel Versatz wie fast vier Alaninreste.

Das Ergebnis beschreibt ein freies Peptid mit einer nicht modifizierten Kette und freien Enden, und für diese Beschreibung ist es exakt. Reales Material ist häufig nicht das. Ein Peptidtrifluoroacetat trägt ein Gegenion, ein Peptidacetat ein anderes, ein Monohydrat trägt gebundenes Wasser, und jedes davon verschiebt die Masse des Vialinhalts von dem Wert der freien Base ab, den eine Sequenz liefert. Wer für eine Salzform eine Molekülmasse angibt, gibt die Masse des Salzes an und nicht die des Peptids, und beide Zahlen sind in sich richtig.

Die Isotopenanreicherung ist der Fall, den keine der beiden Konventionen abdeckt. Ein Peptid aus markierten Bausteinen mit Kohlenstoff 13 oder Stickstoff 15 hat eine Masse, deren Isotopenzusammensetzung ausdrücklich angegeben werden muss, weil beide Tabellen natürliche Häufigkeit voraussetzen. Für markiertes Material stammt die Masse aus dem Markierungsschema und nicht aus einem der beiden Rechner hier, und keine Sequenz kann sie liefern. Gebundenes Lösungsmittel und Gegenionen verhalten sich genauso, insofern nämlich, als sie Tatsachen über die Probe sind und nicht über das Molekül. Wo eines davon zutrifft, ist das ehrliche Vorgehen, anzugeben, welche Form die Zahl beschreibt, und die zugehörige Verschiebung separat anzuwenden, statt zu erwarten, dass eine einzige abgeleitete Zahl jede Darreichungsform desselben Peptids abdeckt.

Die vier Nachkommastellen des Ergebnisses sind arithmetische Reproduzierbarkeit und keine Messgenauigkeit. Eine auf eine Nachkommastelle angegebene Spezifikation löst 0.05 Da auf, und eine Waage ist noch gröber. Man rundet die abgeleitete Masse auf das, was die Quelle hergibt, bevor man die beiden vergleicht, und genau dafür gibt es den Rechner zur Molmassen-Gegenprüfung . Wo eine große Lücke eine chemische Erklärung braucht statt einer rundungsbedingten, ist der Rechner für Modifikationsmasse der Ort, um mögliche Verschiebungen zu prüfen. Eine abgeleitete Masse gegen einen gerundeten veröffentlichten Wert zu vergleichen ist erst sinnvoll, wenn beide auf dieselbe Zahl signifikanter Stellen gebracht sind, und diese Reduktion ist eine Beurteilung der Quelle und nicht der Rechnung.

Fast alles, was mit einem Vial geschieht, beginnt mit dieser Zahl. Ausgehend von einer Masse in Milligramm ist das Teilen durch sie in Gramm pro Mol der erste Schritt zu einer Molzahl, einer Molarität oder einem molaren Extinktionskoeffizienten. Der Rechner Masse zu Mol führt diese Division aus, während der Molaritätsrechner den Volumenschritt obendrauf legt. In dieser Reihenfolge zu arbeiten, erst die Sequenz und dann die Mole, bedeutet, dass die einmal nachgeschlagene Zahl konsistent verwendet wird, statt in jeder Stufe aus dem Gedächtnis abgetippt zu werden. Der Molaritätsschritt braucht danach ein Volumen, und das Volumen ist die am häufigsten falsch eingegebene Größe. Es lohnt sich daher, die beiden Gewohnheiten getrennt zu etablieren: die Molmasse einmal herleiten und sie dann für jede spätere Rechnung, die sie braucht, als Konstante behandeln.

Sie ist außerdem die Zahl, gegen die man eine Spezifikation prüft, und die Größe einer Abweichung sagt mehr als ihr Vorzeichen allein. Eine Lücke von einigen Zehntel Dalton bei einer kurzen Kette ist die Isotopenkonvention. Eine Lücke von mehreren Zehn Dalton ist Chemie, die eine Modifikationstabelle erklärt. Eine Lücke im dreistelligen Bereich bedeutet, dass die beiden Einträge verschiedene Moleküle beschreiben oder dass einer von ihnen schlicht falsch ist. Der Summenformel-Rechner kommt zu einer Masse, indem er Atome zählt statt tabellierte Reste zu summieren, was ihn zu einer Prüfung der Restsumme macht und nicht zu deren Wiederholung. Die ausführlichere Darstellung derselben Rechnung steht im Leitfaden zur Molekülmasse aus der Sequenz .