Rechner fuer terminale Modifikation

Ein lineares Peptid hat genau zwei chemisch verschiedene Enden, und jedes trägt eine funktionelle Gruppe, die sonst nirgends im Molekül vorkommt: ein freies Amin am N-Terminus und eine freie Carboxylgruppe am C-Terminus. Jedes lässt sich unabhängig kappen, und weil die beiden Stellen nirgends nahe beieinander liegen, addieren sich die Verschiebungen einfach ohne Wechselwirkung. Deshalb nimmt diese Seite zwei Auswahlen entgegen und gibt neben der Summe zwei Deltas zurück, statt eine kombinierte Option anzubieten. Es gibt keinen Fall, in dem das Kappen eines Endes eine Änderung am anderen erzwingt, und genau deshalb sind die beiden Auswahlen unabhängig und keine sich ausschließende Alternative.

Der zweite Grund, die Enden für sich zu behandeln, ist, dass eine terminale Modifikation die Elementarzusammensetzung verändert und nicht nur die Masse. Ein cyclisierter N-Terminus entfernt Atome aus der Summenformel, ein amidierter C-Terminus tut dasselbe, eine aus einer nackten Sequenz berechnete Summenformel passt also nicht mehr, sobald eines der beiden Enden gekappt ist. Der Summenformel-Rechner erzeugt bereitwillig eine Summenformel für die nicht modifizierte Kette, und die ist dann für das Material in einer Weise falsch, die die Masse allein nicht aufdeckt, denn viele verschiedene Summenformeln können eine Masse teilen, während keine Summenformel halb richtig sein kann.

Die Cyclisierung des N-Terminus ist der Fall, den man durchrechnen sollte, weil er chemisch interessant ist und weil seine Wirkung auf die Masse klein genug ist, um sich zu verstecken. Eine Kette, die mit Glutamin beginnt, cyclisiert unter Verlust von Ammoniak, das sind 17.026549 Da in der monoisotopischen Konvention. Eine Kette, die mit Glutamat beginnt, cyclisiert stattdessen unter Verlust von Wasser, das sind 18.010565 Da. Zwei verschiedene Startreste ergeben dasselbe benannte Produkt und zwei verschiedene Massen, und die 0.984016 Da, die sie trennen, sind genau der Unterschied Sauerstoff gegen Amin, der auch Amidierung von Desamidierung trennt. Keiner der beiden Verluste lässt an diesem Ende ein freies Amin zurück, beide Wege verbrauchen also dieselbe reaktive Gruppe und verschieben die Masse um Beträge, die sich um weniger als ein Dalton unterscheiden.

Siebzehn oder achtzehn Dalton sind ein kleiner Bruchteil eines Peptids jeder Länge und klein genug, um innerhalb der Toleranz einer gerundeten Spezifikation zu liegen. Wer eine Molekülmasse auf eine Nachkommastelle angibt, hat eine Auflösung von 0.05 Da, ein cyclisiertes Ende erscheint in dieser Zahl also überhaupt nicht als Unstimmigkeit. Was es verändert, bleibt trotzdem real: Das freie Amin des N-Terminus ist verbraucht, und das ist ein Unterschied in den reaktiven Gruppen des Moleküls und nicht nur in seiner Masse, und keine Rechnung aus einer nackten Sequenz reproduziert ihn. Die Summation, aus der die Basismasse stammt, steht im Leitfaden zur Molekülmasse und zu Peptidrechnungen .

Die Amidierung ersetzt eine endständige Carboxylgruppe durch eine Amidgruppe und entfernt damit ein Sauerstoffatom und ein Wasserstoffatom, während sie ein Stickstoffatom und zwei Wasserstoffatome hinzufügt, netto also ein Verlust von 0.984016 Da. Auf der 390-Da-Kette aus dem durchgerechneten Beispiel oben ist das ein Viertel Prozent, und auf einem Peptid von mehreren Tausend Dalton weit unter ein Zehntel Prozent. Eine so kleine Verschiebung ist für jede Spezifikation mit geringer Genauigkeit unsichtbar, und ebenso unsichtbar für jeden, der Massen mit dem Auge vergleicht. Die N-terminale Option ist gewöhnlich um ein Vielfaches die größere der beiden, auf einem beidseitig gekappten Peptid dominiert also der pyroglutamyle Zustand die Summe, während die Amidierung sich darin versteckt.

An der Summe werden die beiden Enden lesbar. Nehmen Sie fünf Alaninreste, deren nicht modifizierte mittlere Masse 373.4093 beträgt, und wenden Sie einen aus Glutamin cyclisierten N-Terminus zusammen mit einem amidierten C-Terminus an. Die beiden Deltas führen die Masse auf 355.3987. Wählen Sie stattdessen den Glutamatweg für die Cyclisierung, landet dieselbe Kette bei 354.4147, genau 0.984016 niedriger. Die beiden Zahlen nebeneinander zu sehen macht deutlich, dass eine Spezifikation in der Nähe einer von beiden einen Endzustand beschreibt und kein anderes Peptid, und der Rechner zur Molmassen-Gegenprüfung meldet jede der beiden Lücken als Prozentsatz, sodass man sie auf einen Blick unterscheiden kann.

Nichts auf dieser Seite stellt fest, dass ein gegebenes Material einen dieser Zustände trägt. Ob ein Produkt acetyliert, amidiert oder cyclisiert ist, ist eine Eigenschaft der Probe und muss aus der Dokumentation stammen, die sie beschreibt, oder aus einer Messung und niemals aus einer Rechnung. Was diese Seite liefert, ist die Masse, die jede Option impliziert, damit eine angegebene Zahl interpretierbar wird, sobald die Frage bekannt ist, und damit eine Unstimmigkeit mit einer kleinen Menge benannter möglicher Erklärungen daherkommt statt mit gar keinen. Der Unterschied zwischen einer berechneten Masse und einem festgestellten Faktum ist der, den man festhalten sollte, wenn man eine Spezifikation und eine Sequenz zusammenliest.

Zwei weitere Grenzen folgen aus der Konstruktion. Die Basismasse wird von Hand abgetippt und kann daher die falsche Isotopenkonvention tragen, und da jedes Delta hier monoisotopisch ist, ist der Rechner für die monoisotopische Masse der stimmige Ausgangspunkt, während der Rechner für die mittlere Molekülmasse eine Näherung liefert. Und der Rechner bekommt die Sequenz nicht, kann also nicht einmal prüfen, ob der erste Rest ein Glutamin oder ein Glutamat ist, was die einzige Voraussetzung dafür ist, dass eine der beiden Cyclisierungsoptionen sinnvoll ist. Modifikationen in der Kette gehören zum Rechner für Modifikationsmasse , und wo eine angegebene Masse in eine Zusammensetzung zurückverwandelt werden muss, ist der Rechner Masse zu Sequenz das Werkzeug, das bei einer Masse beginnt statt bei einer Sequenz.