Rechner fuer Modifikationsmasse

Jede Massenverschiebung auf dieser Seite wird auf dieselbe Weise abgeleitet: Die Atome aufschreiben, die die Reaktion hinzufügt oder entfernt, und das Delta folgt. Die Acetylierung setzt eine zweikohlenstoffige Acetylgruppe an die Stelle eines Wasserstoffatoms und fügt damit zwei Kohlenstoffatome, zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom hinzu, was in der monoisotopischen Konvention 42.010565 Da ergibt. Die Amidierung ersetzt eine endständige Hydroxylgruppe durch eine Aminogruppe und nimmt dabei ein Sauerstoffatom und ein Wasserstoffatom weg, während sie ein Stickstoffatom und zwei Wasserstoffatome hinzufügt, netto also ein Verlust von 0.984016 Da. Die Oxidation ist die Addition eines einzelnen Sauerstoffatoms und nichts sonst, ihr Delta ist also genau die Masse eines Sauerstoffatoms. Dieselbe Bilanz wird im Leitfaden zur Molekülmasse und zu Peptidrechnungen mit Quellen durchgearbeitet.

Die beiden übrigen sind eine Substitution in entgegengesetzte Richtungen. Die Phosphorylierung fügt eine Phosphatgruppe hinzu, was als monoisotopische Addition von einem Wasserstoffatom, einem Phosphoratom und drei Sauerstoffatomen 79.966331 Da ergibt. Die Desamidierung macht aus einer Seitenkette von Asparagin oder Glutamin die entsprechende Säure, indem eine Amidgruppe durch eine Hydroxylgruppe ersetzt wird, was ein Sauerstoffatom hinzufügt und ein Stickstoffatom und zwei Wasserstoffatome entfernt und damit 0.984016 Da ergibt. Das ist das genaue Negative des Amidierungsdeltas, und diese Paarung erinnert nützlich daran, dass eine Substitution nahe der Massenneutralität eine Masse ebenso gut leicht nach oben wie leicht nach unten bewegt.

Die Deltas so auszurechnen statt nachzuschlagen ist der Teil, der sich verallgemeinern lässt. Der Katalog auf dieser Seite hat fünf Einträge, und UniMod hat Hunderte, alles außerhalb der fünf muss also auf dieselbe Weise abgeleitet werden, und die Atombilanz ist die einzige Methode, die ohne Nachschlagetabelle funktioniert. Eine Verschiebung, die offensichtlich keine dieser fünf ist, fällt trotzdem heraus, wenn man Edukte und Produkte vollständig ausschreibt. Auch deshalb ist der Summenformel-Rechner ein nützlicher Begleiter: Dasselbe Delta als Summenformeldifferenz ausgedrückt bestätigt, welche Atome wandern sollen.

Die Fortpflanzung ist eine Multiplikation, und deshalb gibt es hier ein Feld für die Anzahl. Eine Acetylierung ist 42.010565 Da, zwei sind 84.02113, ein Peptid also, das dieselbe Modifikation an mehr als einer Stelle trägt, ist eine Basismasse plus dieses Produkt. Die Multiplikation stimmt nur, wenn jede Stelle dasselbe trägt, und das sollte man klar sagen, denn ein Peptid mit einer Acetylierung und einer Phosphorylierung ist nicht zwei Stellen einer einzelnen Modifikation und lässt sich nicht als ein Delta und eine Anzahl ausdrücken. Aus demselben Grund wird die angewendete Verschiebung neben dem Ergebnis mitgemeldet, damit die Größe der Chemie sichtbar bleibt, statt in einer Summe zu verschwinden.

Die Größe der Verschiebung im Verhältnis zur Basis wiegt schwerer, als sie zunächst erscheint. Zweiundvierzig Dalton sind 11.3 Prozent einer Kette von 373 Da und weniger als zwei Prozent einer von 2300 Da, dieselbe Chemie ist also auf einem kurzen Peptid eine weit größere Störung als auf einem langen, und eine als Prozentsatz ausgedrückte Toleranz bedeutet in den beiden Fällen etwas Unterschiedliches. Eine innerhalb der Toleranz berichtete Übereinstimmung ist auf einer kurzen Kette ein schwächerer Beleg als dieselbe Toleranz auf einer langen, und das ist ein guter Grund, eine absolute Toleranz zu bevorzugen, wenn eine modifizierte Masse gegen einen gemessenen Wert verglichen wird. Der Rechner zur Molmassen-Gegenprüfung meldet genau aus diesem Grund sowohl die absolute als auch die relative Lücke.

Jede hier angegebene Zahl stammt aus UniMod mit ihrer Akzessionsnummer, und UniMod rechnet in monoisotopischen Massen. Das ist die richtige Konvention, um eine Modifikation an einem Spektrum zu identifizieren, und die falsche, um sie mit einer mittleren Masse zu vermischen. Das mittlere Massendelta für die Acetylierung, aus mittleren Atommassen berechnet, beträgt etwa 42.037 statt 42.010565, die monoisotopische Zahl zu einer Mittelwertbasis zu addieren lässt die Summe also etwa 0.03 Da über dem liegen, wo die Chemie sie tatsächlich hinstellt. Klein, aber größer als die vier Nachkommastellen, die einer der beiden Rechner anzeigt.

Zu dieser Sorge gibt es eine lehrreiche Ausnahme. Die Amidierung sieht in beiden Konventionen unkritisch aus, weil sie ein Sauerstoffatom gegen ein Stickstoffatom tauscht und die beiden Elemente nahezu dieselbe Masse haben, netto bleibt man also in beiden Fällen unter einem Dalton. Das Muster ist allgemein: Je näher eine Modifikation der Massenneutralität kommt, desto weniger spielt die Konvention eine Rolle, und je weiter sie die Masse verschiebt, desto mehr. Wenn man eine bis zur letzten Stelle in sich stimmige Zahl möchte, nimmt man die Basis vom Rechner für die monoisotopische Masse und nicht vom Rechner für die mittlere Molekülmasse und bleibt bei jeder Verschiebung in dieser Konvention.

Der nützlichste Weg, diese Rechnung zu fahren, ist rückwärts, und diese Seite unterstützt das, ohne es zu sagen. Gibt eine Spezifikation eine modifizierte Masse an und ist die nicht modifizierte Masse aus der Sequenz bekannt, ergibt die Subtraktion der einen von der anderen das Delta, das die Spezifikation impliziert. Fünf Alaninreste haben eine mittlere Masse von 373.4093, und eine Spezifikation, die 415.42 angibt, impliziert eine Verschiebung von 42.0107, was innerhalb der Rundung der angegebenen Zahl eine Acetylierung ist. Die Zuordnung wird dann bestätigt, indem man die Acetylierung vorwärts rechnet und vergleicht, und das ist eine Messung, die der Rechner für die Massendifferenz unmittelbar vornimmt.

Die ehrliche Grenze all dessen ist der Umfang. Der Katalog hier umfasst fünf Modifikationen, und die UniMod-Datenbank enthält Hunderte, alles außerhalb der Liste muss also in UniMod nachgeschlagen und von Hand angewendet werden, und diese Seite wird diese Antwort nicht liefern. Sie prüft auch nicht die Chemie: Ob die Sequenz ein Lysin enthält, das eine Acetylgruppe tragen könnte, oder ein Tyrosin, das phosphoryliert werden könnte, ist eine eigene Frage nach dem Molekül, und eine Verschiebung auf eine Basis ohne passende Stelle ist eine Arithmetik, die nichts bedeutet. Die beiden Enden der Kette werden getrennt behandelt, wo der Rechner für terminale Modifikation Acetylierung, Amidierung und beide Cyclisierungswege als unabhängige Zustände behandelt.