Calculateur d'indice aliphatique
Calcule l'indice aliphatique d'Ikai, %Ala + 2,9 x %Val + 3,9 x (%Ile + %Leu), une mesure de thermostabilité. Référence éducative, pas un conseil médical.
Analyse de sequence
Champs du calculateur
Il s'agit d'un outil de reference mathematique et de laboratoire. Il ne diagnostique pas, ne traite pas et ne recommande pas de dose, et ne constitue pas un conseil medical.
L’indice aliphatique a été défini par Ikai en 1980 comme un prédicteur de la stabilité thermique d’une protéine globulaire. C’est une combinaison pondérée des pourcentages molaires de quatre résidus aliphatiques : l’alanine, la valine, l’isoleucine et la leucine.
Un indice aliphatique plus élevé est associé à une température de fusion plus haute et à une plus grande stabilité thermique chez les protéines repliées. C’est un indicateur indirect de stabilité, et il a été établi pour des protéines globulaires repliées plutôt que pour de courts peptides linéaires.
Il figure ici comme descripteur publié et vérifiable, aux côtés de l’indice de Boman, plutôt que comme indice d’instabilité, dont la matrice de coefficients publiée est vaste et difficile à reproduire avec confiance à partir d’une source citable.
Un compte pondéré de quatre résidus, et rien d’autre
L’indice additionne les pourcentages molaires de quatre résidus sous des poids fixes et néglige entièrement les seize autres. L’alanine porte un poids de un, la valine 2.9, et l’isoleucine et la leucine partagent un poids de 3.9. Tout résidu chargé, tout résidu polaire, ainsi que la phénylalanine, le tryptophane et la cystéine lui sont invisibles. Les poids sont des coefficients issus d’une régression dans le travail d’origine, non des constantes physiques, donc ils encodent une relation observée chez des protéines globulaires repliées, et rien de plus large. Cette origine vaut la peine d’être retenue, parce qu’elle fixe la population que le nombre décrit, et c’est elle qui explique que l’interprétation s’arrête où elle s’arrête.
Une conséquence immédiate est que l’échelle n’est bornée que par la composition qui l’alimente. Une chaîne d’alanine pure vaut exactement 100 quelle que soit sa longueur, parce que son pourcentage molaire d’alanine est 100 et que le poids vaut 1. Une chaîne de trente-deux résidus faite de huit alanines, huit valines, huit isoleucines et huit leucines vaut 25 + 2.9 x 25 + 3.9 x 50, soit 292.5. Rien n’est faux dans ce chiffre. Il montre que la plage habituelle de 60 à 100 citée pour les protéines réelles est une propriété de la façon dont ces protéines ont tendance à être composées, et non un plafond inscrit dans l’indice.
Sur une chaîne courte, le dénominateur compte davantage que les poids. Une seule alanine dans une chaîne de quatre résidus représente 25 pour cent, donc AGDE vaut 25, un nombre qui ressemble.flatteusement à un indice de protéine et qui n’est en réalité que sa fraction d’alanine. Mettez cette même alanine dans une chaîne de quarante résidus et elle vaut 2.5 pour cent, donc l’indice devient 2.5. Le calculateur de longueur de peptide est ce qui vous dit dans lequel de ces deux régimes vous êtes avant de rien lire dans le résultat, et sur une chaîne courte c’est lui qui décide de ce que le nombre vaut.
Le piège du pourcentage molaire, et la facilité avec laquelle on y tombe
La formule est définie sur le pourcentage molaire, qui est le compte divisé par la longueur puis multiplié par cent, et non sur la fraction simple. Le recalculer à la main avec 0.25 là où il faudrait 25 produit un résultat cent fois trop petit, et l’erreur est totalement silencieuse parce que rien dans l’arithmétique ne décroche : AGDE sort à 0.25 au lieu de 25, ce qui ressemble encore à un indice et est faux de deux ordres de grandeur. La raison pour laquelle elle survit à une relecture, c’est que la mauvaise réponse a la même forme que la bonne : un petit nombre dans un champ qui contient normalement un petit nombre.
Il existe un contrôle rapide qui la rattrape. Pour une chaîne contenant de l’alanine et aucun des trois autres résidus comptés, l’indice doit être exactement égal au pourcentage molaire d’alanine, donc la réponse est toujours entre 0 et 100 dans ce cas. Toute valeur au-dessus de 100 vous dit que la formule a été appliquée à des fractions et non à des pourcentages. L’autre voie consiste à se passer complètement des pourcentages : multiplier chaque compte brut par son poids, additionner les quatre termes, et ne diviser qu’une fois par la longueur à la fin. Une seule division est bien plus difficile à rater que deux, et les comptes viennent directement du calculateur de composition en acides aminés .
Il y a un cas voisin qui ressemble à un échec sans en être un. Une chaîne qui ne contient aucun des quatre résidus comptés renvoie zéro, ce qui est une vraie réponse arithmétique et non une entrée rejetée. C’est aussi la réponse la moins instructive que cette page puisse donner, parce que sur une échelle où les protéines globulaires repliées réelles se situent vers le milieu de la centaine, un zéro décrit une chaîne construite entièrement à partir des résidus que la formule a été définie pour ignorer. L’afficher comme une valeur calculée plutôt que comme une erreur est le bon comportement, et le lire comme un score bas plutôt que comme une absence de résidus pertinents est l’erreur.
Ce que l’indice ignore d’une chaîne qui ne se replie jamais
La corrélation qui est derrière les poids a été établie entre la composition et le comportement à la fusion de protéines globulaires repliées. Un peptide linéaire court n’a pas de repliement, donc pas de comportement à la fusion que l’indice puisse prédire, et la lecture de stabilité n’a rien à quoi s’accrocher. Le nombre lui-même reste un résumé arithmétique fidèle de quatre pourcentages molaires. Le lire comme une valeur de stabilité pour une chaîne non repliée est une erreur de catégorie, et non une petite inexactitude ; c’est l’erreur la plus facile à commettre parce que le mot stabilité est imprimé juste à côté du résultat.
Au-delà du repliement, l’indice est muet sur la charge, et c’est la charge qui gouverne le fait qu’une chaîne reste en solution. Deux peptides ayant exactement les mêmes pourcentages d’alanine, de valine, d’isoleucine et de leucine peuvent différer par tous les résidus ionisables qu’ils contiennent et obtenir exactement le même indice. La fraction de résidus hydrophobes compte les résidus non polaires sans pondération, et ne recouvre donc ce terrain que partiellement, tandis que le guide sur le score GRAVY expose pourquoi une moyenne pondérée par résidu est le résumé qui répond réellement à ce genre de changement. La charge est la variable qui décide le plus souvent du comportement d’un peptide en solution, et un indice incapable de la voir répond à une question plus étroite que celle que l’on pose d’ordinaire.
La longueur est invisible d’une manière qui piège les gens. Deux chaînes de composition identique obtiennent un indice identique quelle que soit leur longueur, parce que les pourcentages sont les mêmes dans les deux cas. C’est une conséquence directe de la définition, et cela signifie que l’indice n’est pas un descripteur de longueur. Le comparer entre des chaînes de tailles très différentes revient à comparer la composition autant que la taille, sinon la comparaison n’est pas à sens, et une différence de résultat peut ne rien dire du tout sur le changement que vous vouliez produire.
Lire le nombre comme une comparaison plutôt que comme une température
Le résultat est sans dimension et ce n’est pas une température. Il n’existe aucune conversion publiée d’un indice aliphatique vers un point de fusion en degrés, parce que l’indice est un coefficient de régression appliqué à une composition et non une grandeur physique. Sa forme utile est un classement : parmi des chaînes de longueur et de repliement comparables, une valeur plus élevée se situe à l’extrémité de la plage qui était associée à un comportement de fusion plus élevé dans les données d’origine. Utilisé autrement, il cesse de porter un sens, et un chiffre cité sans la composition qui est derrière ne peut être vérifié par personne.
L’usage honnête est donc comparatif et étroit. Calculez-le sur deux séquences, regardez lequel des quatre pourcentages a réellement changé, et traitez la différence comme une raison d’aller voir autre chose plutôt que comme un résultat en soi. Si la question derrière le nombre est le degré d’hydrophobie d’une chaîne, le calculateur GRAVY y répond plus directement ; si c’est la capacité d’une séquence à se placer contre une surface protéique, l’ indice de Boman a été construit pour cela ; et si c’est simplement la quantité de matière que contient une chaîne, c’est l’arithmétique du guide sur le poids moléculaire et les calculs de peptides qui est pertinente.
Comment fonctionne cette calculatrice
La formule utilise le pourcentage molaire, et non la fraction molaire, ce qui mérite d’être précisé parce qu’une valeur calculée sur des fractions au lieu de pourcentages sort cent fois plus petite.
L’alanine porte un poids de 1, la valine 2.9, et l’isoleucine plus la leucine partagent un poids de 3.9. Tout autre résidu ne contribue à rien, directement ou indirectement. L’indice est donc un compte remis à l’échelle de quatre résidus précis.
Les formules
-
AI = X(Ala) + 2.9 x X(Val) + 3.9 x (X(Ile) + X(Leu))
- X
- pourcentage molaire de ce résidu, c’est-à-dire le compte divisé par la longueur multiplié par cent
Pourcentage molaire, et non fraction molaire. C’est l’erreur la plus fréquente lorsqu’on reproduit l’indice à la main.
Exemple resolu
Indice aliphatique de AGDE
Exemple illustratif. Les nombres sont choisis pour que l arithmetique soit facile a verifier. Ce n est ni une dose, ni un protocole, ni une recommandation.
Donnees
- Séquence
- AGDE
- Compte d’alanine
- 1
- Comptes de valine, isoleucine, leucine
- 0
- Pourcentage molaire d’alanine
- Substitution
- 1 / 4 x 100
- Resultat
- 25
- Pourcentage molaire de valine
- Substitution
- 0 / 4 x 100
- Resultat
- 0
- Pourcentage molaire d’isoleucine plus leucine
- Substitution
- 0 / 4 x 100
- Resultat
- 0
- Combiner
- Substitution
- 25 + 2.9 x 0 + 3.9 x 0
- Resultat
- 25
Ce que cela montre
Comme seule l’alanine est présente, l’indice est exactement égal au pourcentage molaire d’alanine. Le résultat 25 est une valeur en pourcentage molaire et non une fraction, et c’est pourquoi un calcul à la main utilisant 0.25 serait faux d’un facteur cent.
Comprendre les entrees
- Sequence d'acides amines
- La chaîne en codes à une lettre.
Comprendre les resultats
- Indice aliphatique
- L’indice aliphatique d’Ikai. Dans les protéines globulaires repliées, des valeurs plus élevées indiquent une stabilité thermique prédite plus grande. La plage typique pour de telles protéines va d’environ 60 à plus de 100.
Unites expliquees
- Mole percent
- Compte divisé par la longueur multiplié par cent. L’unité dans laquelle l’indice est défini.
- Aliphatic
- Alanine, valine, isoleucine et leucine ici, les quatre résidus que la formule compte.
Erreurs courantes
- Utiliser la fraction molaire au lieu du pourcentage molaire, ce qui produit une valeur cent fois trop petite. C’est l’erreur classique lorsqu’on reproduit l’indice à la main.
- Appliquer l’indice à un court peptide linéaire et lire le nombre comme une température de fusion. L’indice prédit une stabilité relative entre protéines repliées, et non le comportement d’un peptide non replié en solution.
- S’attendre à ce que la valine et la leucine soient interchangeables. La valine porte un poids de 2.9 et la leucine un poids de 3.9, et elles sont comptées séparément.
Limitations importantes
- Établi et validé sur des protéines globulaires repliées. Un peptide linéaire court est non replié, donc l’interprétation en termes de stabilité ne se transpose pas.
- Ignore entièrement tous les autres résidus, y compris les résidus chargés, si bien que deux peptides de même indice peuvent se comporter très différemment.
- Un nombre unique sans barre d’erreur. C’est un coefficient de régression linéaire appliqué à une séquence, et non une mesure.
Foire aux questions
What does the aliphatic index calculator compute?
It computes a single number reflecting the relative volume occupied by aliphatic side chains, alanine, valine, isoleucine and leucine, in a peptide, a proxy that correlates with thermal stability.
What is the formula behind the aliphatic index calculator?
AI = X(Ala) + 2.9 x X(Val) + 3.9 x (X(Ile) + X(Leu)), where each X is the mole percent of that residue in the sequence, following Ikai (1980).
How do I use the aliphatic index calculator?
Enter a peptide sequence. The calculator returns the aliphatic index.
How do I interpret the aliphatic index value?
A higher aliphatic index is generally associated with greater thermal stability across a wide range of proteins, though this is a statistical tendency from the original Ikai study, not a guarantee for any specific peptide.
Why were Ala, Val, Ile and Leu weighted differently on the aliphatic index calculator?
The coefficients, 1, 2.9, 3.9, 3.9, approximate each residue’s relative side chain volume contribution to packing density, as derived empirically by Ikai from a protein dataset.
Why does this site use aliphatic index instead of the more commonly cited instability index?
The instability index (Guruprasad, Reddy and Pandit 1990) depends on a large, non-trivially reproducible dipeptide weight matrix; this site does not fabricate that matrix from an unverifiable source, and uses aliphatic index and Boman index instead as directly verifiable, single formula alternatives.
What units does the aliphatic index calculator use?
The aliphatic index is a dimensionless number, not a percentage or physical unit.
Is the aliphatic index calculator free?
Yes. The aliphatic index calculator runs entirely in your browser.
Calculateurs associes
- Calculateur de composition en acides amines Compte chaque acide aminé d'une séquence et indique sa part du total en pourcentage. Référence éducative, pas un conseil médical.
- Calculateur de longueur de peptide Compte le nombre de résidus d'une séquence d'acides aminés collée. Référence éducative, pas un conseil médical.
- Calculateur de charge nette Additionne les contributions de charge de Henderson-Hasselbalch des extrémités et des chaînes latérales ionisables (table de pKa de Bjellqvist) à un pH choisi. Référence éducative, pas un conseil médical.
- Calculateur de point isoelectrique (pI) Trouve le point isoélectrique par bissection, le pH où la même somme de charge nette que le calcul de charge nette vaut zéro. Référence éducative, pas un conseil médical.