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Peptide Calculator

Calculadora de masa de modificacion

Añade el delta de masa monoisotópica de UniMod para una modificación elegida (acetilación, amidación, fosforilación, oxidación o desamidación) a una masa base. Referencia educativa, no es consejo médico ni de dosificación.

Molecular y masa

Campos de la calculadora

Esta es una herramienta de referencia matematica y de laboratorio. No diagnostica, trata ni recomienda una dosis, y no constituye consejo medico.

Muchos péptidos no son una cadena desnuda de residuos estándar. Llevan grupos acetilo, grupos fosfato, extremos amidados, metioninas oxidadas, residuos desamidados. La calculadora de masa de modificación toma una masa base y suma un desplazamiento de masa referenciado para una modificación indicada, aplicada opcionalmente a más de un sitio.

Cada desplazamiento de aquí es un delta de masa monoisotópico tomado de la base de datos UniMod y citado con su número de accesión, así que la cifra se puede rastrear hasta una referencia primaria y no hasta una tabla que alguien escribió una vez.

Es la herramienta para comprobar una especificación que cita una masa modificada, y para averiguar qué le hace una modificación indicada a una masa.

Toda modificación de aquí es un balance de átomos

Cada desplazamiento de masa de esta página se deriva de la misma manera: se escriben los átomos que la reacción añade o quita y el delta sale solo. La acetilación coloca un grupo acetilo de dos carbonos donde había un hidrógeno, lo que añade dos carbonos, dos hidrógenos y un oxígeno y da 42.010565 Da en la convención monoisotópica. La amidación sustituye un hidroxilo terminal por una amina, quitando un oxígeno y un hidrógeno mientras añade un nitrógeno y dos hidrógenos, para una pérdida neta de 0.984016 Da. La oxidación es la adición de un solo oxígeno y nada más, así que su delta es exactamente la masa de un átomo de oxígeno. El mismo balance se desarrolla con fuentes en la guía sobre peso molecular y cálculos con péptidos .

Las dos restantes son una sustitución en direcciones opuestas. La fosforilación añade un grupo fosfato, que como adición monoisotópica de un hidrógeno, un fósforo y tres oxígenos es 79.966331 Da. La desamidación convierte la cadena lateral de una asparagina o una glutamina en el ácido correspondiente sustituyendo una amida por un hidroxilo, lo que añade un oxígeno mientras quita un nitrógeno y dos hidrógenos y da 0.984016 Da. Ese es exactamente el negativo del delta de la amidación, y el emparejamiento recuerda algo útil: una sustitución casi neutra en masa tiene la misma probabilidad de subir ligeramente una masa que de bajarla.

Calcular los deltas de esta manera en vez de buscarlos es la parte que generaliza. El catálogo de esta página tiene cinco entradas y UniMod tiene cientos, así que cualquier cosa fuera de esas cinco hay que derivarla de la misma forma, y el balance de átomos es el único método que funciona sin tabla de consulta. Un desplazamiento que no sea evidentemente ninguno de estos cinco también saldrá escribiendo por completo los reactivos y los productos. También es por eso que la calculadora de fórmula molecular es una compañera útil: el mismo delta expresado como diferencia de fórmulas confirma qué átomos deberían moverse.

Cómo se propaga un delta hasta una masa total

La propagación es una multiplicación, y por eso aquí existe un campo de recuento. Una acetilación son 42.010565 Da y dos son 84.02113, así que un péptido que lleva la misma modificación en más de un sitio es una masa base más ese producto. La multiplicación solo es correcta cuando todos los sitios llevan lo mismo, y eso merece enunciarse con claridad porque un péptido con una acetilación y una fosforilación no son dos sitios de una sola modificación y no se puede expresar como un delta y un recuento. También es por eso que el desplazamiento aplicado se informa junto al resultado, para que el tamaño de la química siga siendo visible en lugar de quedar enterrado dentro de un total.

El tamaño del desplazamiento respecto de la base importa más de lo que parece a primera vista. Cuarenta y dos daltons son un 11.3 por ciento de una cadena de 373 Da y menos de un dos por ciento de una de 2300 Da, así que la misma química es una perturbación mucho mayor en un péptido corto que en uno largo, y una tolerancia expresada como porcentaje significa por tanto algo distinto en los dos casos. Una coincidencia informada dentro de la tolerancia es una prueba más débil en una cadena corta que la misma tolerancia en una larga, y esa es una buena razón para preferir una tolerancia absoluta cuando se compara una masa modificada con un valor medido. La calculadora de verificación de peso molecular informa de la diferencia absoluta y de la relativa exactamente por esto.

Los deltas son monoisotópicos, y la base tiene que concordar

Todas las cifras citadas aquí se toman de UniMod con su número de accesión asociado, y UniMod trabaja con masas monoisotópicas. Esa es la convención correcta para identificar una modificación contra un espectro y la incorrecta para mezclarla con una masa media. El delta de masa media de la acetilación, calculado a partir de los pesos atómicos medios, es de unos 42.037 y no 42.010565, así que sumar la cifra monoisotópica a una base media deja el total unos 0.03 Da por encima de donde la química realmente lo pone. Es poco, pero mayor que los cuatro decimales que muestra cualquiera de las dos calculadoras.

Hay una excepción instructiva a esa preocupación. La amidación parece segura en cualquiera de las dos convenciones, porque intercambia un oxígeno por un nitrógeno y los dos elementos tienen casi la misma masa, así que la diferencia neta se queda por debajo de un dalton en ambos casos. El patrón es general: cuanto más cerca esté una modificación de ser neutra en masa, menos importa la convención, y cuanto más desplace la masa, más importa. Cuando se busca una cifra internamente coherente hasta el último dígito, tome la base de la calculadora de masa monoisotópica y no de la calculadora de peso molecular medio , y manténgase en esa convención a través de cada desplazamiento.

Ejecutar el desplazamiento al revés

La forma más útil de ejecutar este cálculo es al revés, y la página lo permite sin decirlo. Cuando una especificación cita una masa modificada y la masa sin modificar se conoce por la secuencia, restar una de la otra da el delta que la especificación implica. Cinco residuos de alanina tienen una masa media de 373.4093, y una especificación que cita 415.42 implica un desplazamiento de 42.0107, que es una acetilación dentro del redondeo de la cifra citada. La identificación se confirma entonces ejecutando la acetilación hacia delante y comparando, que es una medición que la calculadora de diferencias de masas hace directamente.

El límite honesto de todo esto es el alcance. El catálogo de aquí son cinco modificaciones y la base de datos UniMod contiene cientos, así que cualquier cosa fuera de la lista hay que buscarla en UniMod y aplicarla a mano, y esta página no dará esa respuesta. Tampoco comprueba la química: si la secuencia contiene una lisina que podría llevar un grupo acetilo, o una tirosina que podría fosforilarse, es una pregunta aparte sobre la molécula, y un desplazamiento aplicado a una base que no tiene sitio para él es una aritmética que no significa nada. Los dos extremos de la cadena se tratan por separado, donde la calculadora de modificación terminal trata la acetilación, la amidación y ambas vías de ciclización como estados independientes.

Como funciona esta calculadora

Una modificación química es sencillamente un balance de átomos. La acetilación añade un grupo acetilo de dos carbonos en lugar de un hidrógeno, así que la masa sube 42.010565 Da. La amidación sustituye un hidroxilo terminal por una amina, lo que es una pérdida neta de 0.984016 Da.

Un delta negativo no es un error. La amidación y la desamidación son sustituciones casi neutras cuyo efecto en masa está respectivamente algo por debajo y algo por encima de cero, y acertar con ese signo es justo el motivo de citar el número de accesión en lugar de redondear.

Cuando hay más de un sitio modificado, los desplazamientos se suman. La calculadora multiplica el delta único por el recuento, lo cual es correcto solo cuando todos los sitios llevan la misma modificación.

Las formulas

  • modified mass = base mass + (delta x count)

    delta
    el desplazamiento de masa monoisotópico de la modificación elegida
    count
    el número de sitios que llevan esa modificación

Ejemplo resuelto

Añadir dos grupos acetilo a un péptido de 390.35 Da

Ejemplo ilustrativo. Los numeros se eligen para que la aritmetica sea facil de comprobar. No son una dosis, un protocolo ni una recomendacion.

Datos

Masa base
390.35 Da
Modificación
Acetylation, UniMod:1, +42.010565 Da
Número de sitios
2
  1. Multiplicar el delta por el recuento
    Sustitucion
    42.010565 x 2
    Resultado
    84.02113 Da
  2. Sumar a la masa base
    Sustitucion
    390.35 + 84.02113
    Resultado
    474.37113 Da

Lo que demuestra

La acetilación es una de las modificaciones terminales más comunes, y 42 Da es un desplazamiento grande para añadir a un péptido. Un péptido de 21 residuos ronda los 2300 Da, así que una sola acetilación lo mueve menos de un 2 por ciento, lo que suele estar dentro de la tolerancia que cita un proveedor, pero no es nada.

Entender los campos de entrada

Masa base (Da)
La masa sin modificar de la que partir, normalmente el peso molecular medio de la calculadora de secuencia si quiere una masa real, o una masa monoisotópica si va a comparar contra un espectro.
Atencion: Decida en qué convención está antes de empezar. Sumar un delta monoisotópico a una masa media, o al revés, mezcla dos convenciones y produce una cifra que no coincide con ninguna.
Modificacion
Qué modificación aplicar. Las cinco disponibles son acetilación, amidación, fosforilación, oxidación y desamidación.
Numero de sitios
Cuántas veces ocurre la modificación.
Atencion: Un recuento mayor de uno implica la misma modificación en todos los sitios. Un péptido con una acetilación y una fosforilación no son dos modificaciones de un mismo tipo, y la calculadora no puede expresar eso.

Entender los resultados

Masa modificada
La masa base con el desplazamiento aplicado.
Desplazamiento de masa aplicado
El desplazamiento total realmente aplicado, es decir el delta único multiplicado por el recuento. Se muestra aparte para que un desplazamiento grande sea visible en lugar de quedar enterrado en el resultado.

Unidades explicadas

Monoisotopic delta
El cambio de masa calculado a partir de los isótopos más abundantes, que es la convención que usa UniMod. Súmelo a una masa monoisotópica y no a un peso molecular medio.
UniMod
La base de datos de referencia de modificaciones de proteínas y péptidos, usada como fuente primaria de cada delta de esta página.

Errores comunes

  • Sumar un delta monoisotópico a un peso molecular medio. Todos los deltas de esta página son monoisotópicos. Use la calculadora de masa monoisotópica como base si quiere una cifra coherente consigo misma.
  • Suponer que el recuento significa tipos de modificación distintos. Significa la misma modificación repetida.
  • Esperar que la calculadora averigüe qué sitios pueden llevar la modificación. Aplica aritmética, no química. Si una lisina puede acetilarse es una pregunta aparte.

Limitaciones importantes

  • Se cubren cinco modificaciones. La base de datos UniMod contiene cientos, y cualquier otra hay que aplicarla a mano.
  • No hay comprobación de que la secuencia contenga realmente un sitio capaz de llevar la modificación elegida.
  • Un desplazamiento de masa no dice nada de si la modificación es biológicamente real. Es un balance de fórmulas.

Preguntas frecuentes

What does the modification mass calculator compute?

It applies a known post-translational modification’s mass delta to a base peptide mass, returning the modified mass and the delta applied.

Which modifications does the modification mass calculator support?

Acetylation (+42.010565 Da), amidation (-0.984016 Da), phosphorylation (+79.966331 Da), oxidation (+15.994915 Da), and deamidation (+0.984016 Da).

Where do the modification mass calculator’s delta values come from?

They are the standard monoisotopic mass deltas from the UniMod database (unimod.org), the reference resource mass spectrometrists use for annotating post-translational modifications.

How do I use the modification mass calculator?

Enter the base (unmodified) mass, choose a modification from the dropdown, and enter how many times that modification occurs (the count). The calculator multiplies the delta by the count and adds it to the base mass.

Can I apply the same modification to multiple sites on the modification mass calculator?

Yes, use the count field. For example, two phosphorylation sites means a count of 2, which doubles the +79.966331 Da delta before it is added.

What is the difference between the modification mass calculator and the terminal modification calculator?

This calculator applies a single modification type, and count, anywhere on the peptide; the terminal modification calculator applies independent N-terminal and C-terminal modifications specifically, a distinct and more limited set of chemistries.

What happens with a negative count on the modification mass calculator?

A negative count is rejected as invalid; the number of modification sites cannot be negative.

Is the modification mass calculator free to use?

Yes, it runs entirely in your browser with no data sent to a server.