शुद्ध आवेश कैलकुलेटर
चुने गए pH पर सिरों और आयनीकरण योग्य साइड चेन (Bjellqvist pKa तालिका) के Henderson-Hasselbalch आवेश योगदान जोड़ता है। शैक्षिक संदर्भ, चिकित्सा सलाह नहीं।
अनुक्रम विश्लेषण
कैलकुलेटर इनपुट
यह एक गणितीय और प्रयोगशाला संदर्भ उपकरण है। यह निदान, उपचार या खुराक की सिफारिश नहीं करता, और यह चिकित्सा सलाह नहीं है।
शुद्ध आवेश कैलकुलेटर किसी दिए गए pH पर विलयन में पेप्टाइड द्वारा धारण किए जाने वाले विद्युत आवेश का अनुमान लगाता है, हर आयनीकरण योग्य समूह के आंशिक प्रोटोनन को जोड़कर: दोनों टर्मिनल, और वे बाजू शृंखलाएँ जिनका pKa है।
शुद्ध आवेश ही तय करता है कि पेप्टाइड विद्युत क्षेत्र में कैसा व्यवहार करता है, आवेशित सतह से कैसे जुड़ता है, और क्रोमैटोग्राफी तंत्र में कैसे चलता है। समविद्युत बिंदु की परिभाषा भी इसी राशि के ज़रिए होती है।
परिणाम एक बताए गए मॉडल के तहत अनुमान है। इस्तेमाल किए गए pKa मान विलयन में अलग-अलग पड़े समूहों के तालिका में दर्ज स्थिरांक हैं, और किसी वास्तविक बफर में वास्तविक पेप्टाइड के पास ठीक ये मान नहीं होते।
हर समूह पर आंशिक आवेश कहाँ से आता है
हर आयनीकरण योग्य समूह संतुलन में बैठा एक संयुग्म अम्ल और क्षार जोड़ा है, और द्रव्यमान क्रिया दोनों रूपों के बीच का अनुपात तय कर देती है। pH बढ़ाने पर प्रोटोनरहित रूप को बढ़ावा मिलता है, और प्रोटोनयुक्त तथा प्रोटोनरहित आबादियों का अनुपात दस की घात pH घट pKa के बराबर होता है। उस संबंध को अनुपात के बजाय अंश के लिए हल करने पर इस पृष्ठ के जोड़ने वाले दो पद मिलते हैं: क्षारीय समूह के लिए एक धनात्मक पद और अम्लीय समूह के लिए एक ऋणात्मक पद। यहाँ कुछ भी फिट या ट्यून नहीं किया गया है। हर योगदान का आकार संतुलन तय करता है, और pKa केवल वह pH है जहाँ दोनों रूप बराबर मात्रा में होते हैं।
यही कारण है कि दोनों पद एक-दूसरे के दर्पण हैं, दो अलग सूत्र नहीं, और यह भी कि हर योगदान धन या ऋण एक से सीमित रहता है। कोई समूह किसी भी दिशा में एक से अधिक आवेश नहीं रख सकता, क्योंकि वह एक प्रोटोन रखता है या कोई नहीं। इन्हें जोड़ने से आमतौर पर पूर्ण संख्या नहीं निकलती, और यह कोई कमी नहीं है। यह एक प्रत्याशा है: उस समष्टि में प्रति अणु औसत आवेश जिसमें हर समूह अपने संतुलन अंश पर बैठा है, आवेशित स्थानों की गिनती नहीं। पेप्टाइड नेट चार्ज और pH: हेंडरसन-हैसेलबैक उसी निगमन को अधिक पूर्ण वक्र के साथ सुलझाती है।
pKa के पास आधी pH इकाई सबसे अधिक मायने क्यों रखती है
किसी समूह की pH के प्रति संवेदनशीलता पूरे परास में एक जैसी नहीं है। यह ठीक उसके अपने pKa पर सबसे अधिक होती है, जहाँ समूह आधा प्रोटोनयुक्त होता है, और दोनों ओर घटती जाती है। अंश का अवकल लेने पर पता चलता है कि अपने pKa पर बैठे एक समूह की शिखर ढाल प्रति pH इकाई लगभग 0.58 आवेश की होती है, और उससे दूर प्रभावी रूप से शून्य। इसलिए pH का दसवाँ भाग किसी pKa के पास गिरे तो बहुत महत्वपूर्ण होता है, और सपाट हिस्से पर गिरे तो लगभग कुछ नहीं। बताए गए pH में त्रुटि हर जगह एक जैसी नुकसानदायक नहीं होती, और वह कहाँ गिरती है यह तय करता है कि कितनी नुकसानदायक है।
यही व्यावहारिक कारण है कि बफर अपनी मोलरता से अधिक महत्वपूर्ण है। pH का दसवाँ भाग किसी हिस्टिडिन या कार्बोक्सिल समूह के बगल में रखने पर उस समूह को लगभग छह प्रतिशत आवेश तक ले जाता है, और जब कई समूह एक ही pH साझा करें तो कुल आवेश और आगे बढ़ जाता है। वही दसवाँ भाग pH 9.7 के पास, उस हिस्से में जहाँ कुछ भी नहीं बदल रहा, उत्तर को लगभग बिल्कुल नहीं हिलाता। आवेश बनाम pH वक्र कैलकुलेटर पूरा फलन खींचकर दिखाता है, इसलिए आपके कार्य pH और निकटतम पग के बीच की दूरी अनुमान लगाने की चीज़ नहीं रहती, दिखाई देने वाली बात बन जाती है।
कौन से समूह गिने जाते हैं, और छोटी शृंखला क्या छिपा लेती है
मॉडल हर उस समूह को गिनता है जिसका pKa तालिका में दर्ज है, और उसमें सिस्टीन और टायरोसिन भी शामिल हैं। दोनों को आयनीकरण योग्य माना गया है, और उदासीन pH पर दोनों बहुत कम जोड़ते हैं, और यही कारण है कि pH 7 पर उनका प्रभाव आमतौर पर दिखाई नहीं देता और क्षारीय परिस्थितियों में स्पष्ट हो जाता है। सिस्टीन डाइसल्फाइड बनाने पर पूरी तरह दूसरे प्रकार का आवेश भी धारण करता है, और वह परिवर्तन यहाँ मॉडल ही नहीं किया गया है। टर्मिनल आवेश हटाने वाले कैप टर्मिनल संशोधन कैलकुलेटर के अधीन हैं, इस पृष्ठ के नहीं।
दोनों टर्मिनल हमेशा गिने जाते हैं और वे कभी वैकल्पिक नहीं होते। लंबी शृंखला पर वे बाजू शृंखलाओं के सामने पूर्णांकन त्रुटि जितने मामूली होते हैं। चार या पाँच अवशेषों वाली शृंखला पर वे अणु के हर आयनीकरण योग्य स्थान का आधा हो सकते हैं, और एमिडेशन या एसिटिलेशन से एक हटाना उत्तर को पूरा एक इकाई हिला देता है। यही कारण है कि आवेशित अवशेष अंश कैलकुलेटर अपने आप में छोटे पेप्टाइड के आवेश का खराब मार्गदर्शक है: यह केवल बाजू शृंखलाएँ गिनता है, और दोनों सिरे अंश और भाजक दोनों से बाहर रह जाते हैं।
मॉडल किया गया आवेश नमूने के बारे में क्या नहीं बता सकता
यह संख्या विलयन में प्रोटोनन संतुलनों का एक ऊष्मागतिक मॉडल है। यह गतिशीलता नहीं है, और गतिशीलता आवेश नहीं है। इलेक्ट्रोफोरेटिक व्यवहार इसके अलावा आयनिक प्रबलता पर, मौजूदा प्रतिआयनों पर, किसी सहायक सतह या झिल्ली के साथ किसी विशिष्ट अंतरक्रिया पर, और आकार पर निर्भर करता है। इनमें से कोई भी योग में नहीं आता, और आवेश ऋण एक वाला पेप्टाइड उसी आवेश वाले दूसरे से बहुत अलग तरह से चल सकता है यदि उनके घर्षण गुणांक अलग हों।
यह एक विशेष अणु का वर्णन भी नहीं करता। परिणाम किसी समष्टि का औसत है, और यही उसे आंशिक बनाता है, और कोई भी वास्तविक नमूना उस वितरण पर ठीक बीच में नहीं बल्कि कहीं बैठता है। जहाँ उत्तर शून्य के निकट हो, वहाँ यह पूछना उचित है कि चिह्न बदलने के लिए क्या pH चाहिए, क्योंकि वही pH समविद्युत बिंदु (pI) कैलकुलेटर है और किसी मनमाने pH पर आवेश की तुलना में यह बताने के लिए कहीं अधिक स्थिर राशि है। चुने हुए pH तक पहुँचना अलग अंकगणित है, और यह काम बफर तनुकरण कैलकुलेटर से शुरू होता है।
यह कैलकुलेटर कैसे काम करता है
हर आयनीकरण योग्य समूह कोई कमज़ोर अम्ल या कोई कमज़ोर क्षार है, और किसी दिए गए pH पर उसका कितना भाग प्रोटोनयुक्त है, यह Henderson-Hasselbalch संबंध से बताया जाता है।
क्षारीय समूह के लिए यह धनात्मक आवेश है, क्योंकि प्रोटोनयुक्त अमीन एक अतिरिक्त धनात्मक आवेश रखता है। अम्लीय समूह के लिए यह ऋणात्मक आवेश है, क्योंकि प्रोटोनरहित कार्बोक्सिल एक अतिरिक्त ऋणात्मक आवेश रखता है।
टर्मिनल हमेशा गिने जाते हैं। N-टर्मिनस एक क्षारीय अमीन है जिसका pKa 9.69 है, और C-टर्मिनस एक अम्लीय कार्बोक्सिल है जिसका pKa 2.34 है। बाजू शृंखलाओं में एस्पार्टेट 3.65, ग्लूटामेट 4.25, हिस्टिडिन 6.0, सिस्टीन 9.0, लाइसिन 10.53, आर्जिनिन 12.48 और टायरोसिन 10.07 को आयनीकरण योग्य माना गया है।
धनात्मक योगदान जोड़कर और ऋणात्मक वाले घटाकर शुद्ध आवेश मिलता है। चरम स्थितियों के अलावा उत्तर लगभग हर जगह पूर्णांक नहीं होता, क्योंकि अधिकांश समूह अपनी दोनों अवस्थाओं के बीच कहीं बीच में बैठे होते हैं।
सूत्र
-
basic group charge = +1 / (1 + 10^(pH - pKa))
प्रोटोनयुक्त अंश, यानी धनात्मक आवेश वाला अंश।
-
acidic group charge = -1 / (1 + 10^(pKa - pH))
प्रोटोनरहित अंश, यानी ऋणात्मक आवेश वाला अंश।
-
net charge = N terminus + C terminus + sum of side chain contributions
- N terminus pKa
- N-टर्मिनस का pKa मान 9.69
- C terminus pKa
- C-टर्मिनस का pKa मान 2.34
Bjellqvist pKa पैमाना, वही जिसे ExPASy का Compute pI/Mw उपकरण इस्तेमाल करता है।
हल किया गया उदाहरण
pH 7 पर और समविद्युत बिंदु के पास AGDE का शुद्ध आवेश
यह एक उदाहरण मात्र है। आंकड़े इस तरह चुने गए हैं कि गणना जांची जा सके। यह खुराक, प्रोटोकॉल या सिफारिश नहीं है।
दिया गया
- अनुक्रम
- AGDE
- आयनीकरण योग्य समूह
- N terminus, C terminus, Asp, Glu
- pH 7 पर N-टर्मिनस
- प्रतिस्थापन
- +1 / (1 + 10^(7 - 9.69))
- परिणाम
- +0.998
- pH 7 पर C-टर्मिनस
- प्रतिस्थापन
- -1 / (1 + 10^(2.34 - 7))
- परिणाम
- -1.000
- pH 7 पर Asp बाजू शृंखला
- प्रतिस्थापन
- -1 / (1 + 10^(3.65 - 7))
- परिणाम
- -1.000
- pH 7 पर Glu बाजू शृंखला
- प्रतिस्थापन
- -1 / (1 + 10^(4.25 - 7))
- परिणाम
- -0.998
- योग
- प्रतिस्थापन
- 0.998 - 1.000 - 1.000 - 0.998
- परिणाम
- -2.00
- pH 2.9 पर दोबारा जाँच, जो pI से ठीक नीचे है
- प्रतिस्थापन
- the same four terms recomputed at pH 2.9
- परिणाम
- +0.022
यह क्या दर्शाता है
उदासीन pH पर AGDE मूलतः द्विऋणात्मक है, क्योंकि उसके दोनों कार्बोक्सिल समूह पूरी तरह प्रोटोनरहित हैं जबकि N-टर्मिनस अब भी प्रोटोनयुक्त है। pH 2.9 के पास वही गणना लगभग ठीक शून्य देती है, और समविद्युत बिंदु यहीं बैठता है।
इनपुट समझें
- अमीनो एसिड अनुक्रम
- एक-अक्षर कोडों में शृंखला। पार्सर अवैध अक्षरों को अनदेखा करने के बजाय बताता है।
- pH
- वह pH जिस पर आवेश का मूल्यांकन होता है।
- ध्यान दें: pH उस विलयन का होना चाहिए जिसमें पेप्टाइड वास्तव में है, बफर और लवण सहित, न कि उस जल का जिसमें उसे पुनर्गठित किया गया था।
परिणाम समझें
- शुद्ध आवेश
- अनुमानित शुद्ध आवेश, मूल आवेश की इकाइयों में। धनात्मक का अर्थ सकल क्षारीय, ऋणात्मक का अर्थ सकल अम्लीय, और शून्य के निकट मान का अर्थ यह कि पेप्टाइड अपने समविद्युत बिंदु के पास है।
इकाइयां समझें
- pH
- हाइड्रोजन आयन सक्रियता का ऋणात्मक लघुगणक। यह परासीय माप पर एक इकाई है, इसलिए pH की एक इकाई दस गुना परिवर्तन है।
- pKa
- वह pH जिस पर कोई आयनीकरण योग्य समूह आधा प्रोटोनयुक्त होता है। यह भी परासीय है।
- Elementary charge
- एक प्रोटोन का आवेश। शुद्ध आवेश इन्हीं इकाइयों में बताया जाता है, इसलिए -2.00 का अर्थ औसतन प्रति अणु दो अतिरिक्त ऋणात्मक आवेश हैं।
सामान्य गलतियां
- इसका इस्तेमाल किसी वास्तविक बफर में इलेक्ट्रोफोरेटिक व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए करना। आयनिक प्रबलता, प्रतिआयन, सहायक से विशिष्ट बंधन और अन आदर्श प्रभाव सब मिलकर देखे गए pKa मानों को हिला देते हैं।
- यह भूल जाना कि टर्मिनल हमेशा गिने जाते हैं। एक लाइसिन और कोई मुक्त अम्ल समूह वाला पेप्टाइड pH 7 पर उदासीन नहीं होता, क्योंकि C-टर्मिनस अब भी आवेशित है।
- pKa पैमाना जाँचे बिना यहाँ के मान की तुलना किसी आपूर्तिकर्ता द्वारा बताए गए pI से करना। अलग पैमाने अलग pI मान देते हैं, और यहाँ वाला Bjellqvist सेट है।
महत्वपूर्ण सीमाएं
- ये pKa मान सामान्य तापमान पर जल में अलग-अलग पड़े समूहों के तालिका में दर्ज स्थिरांक हैं। वास्तविक पेप्टाइड इन्हें हिला देता है, खासकर पड़ोसी समूहों के प्रभाव से और विलायक में किसी भी बदलाव से।
- टर्मिनल संशोधन अनदेखे किए जाते हैं। एमाइडेट C-टर्मिनस यहाँ दिखाई गई ऋणात्मक आवेश हटा देता है, और रसायन की दृष्टि से यही किसी भी कैप का आवेश पर सबसे बड़ा प्रभाव है।
- यह प्रोटोनन संतुलनों का मॉडल है, इलेक्ट्रोफोरेटिक गतिशीलता या किसी अन्य चीज़ का माप नहीं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
What does the net charge at pH calculator compute?
It computes a peptide's predicted net electrical charge at a specific pH you choose, by summing the fractional charge contribution of every ionizable group in the sequence.
What method does the net charge at pH calculator use?
The Henderson-Hasselbalch equation applied to each ionizable group, the N-terminus, the C-terminus, and side chains of Asp, Glu, Cys, Tyr, His, Lys and Arg, using the Bjellqvist pKa scale, the same method ExPASy's Compute pI/Mw tool and EMBOSS charge use.
How do I use the net charge at pH calculator?
Enter the peptide sequence and the pH you want to evaluate, from 0 to 14. The calculator returns the net charge at that pH.
Why does the net charge result come out as a decimal rather than a whole number?
Each ionizable group is only partially protonated or deprotonated at any given pH except far from its pKa, so the net charge is a sum of fractional contributions rather than a count of fully charged groups.
What pH range does the net charge calculator accept?
0 through 14 inclusive; a pH outside that range is rejected as invalid.
Why does the net charge calculator include Cys and Tyr as ionizable when they are usually considered neutral?
Cysteine and tyrosine side chains do have measurable, if high, pKa values, around 9.0 and 10.07 on the Bjellqvist scale, and are included for consistency with ExPASy’s own charge calculation, even though at physiological pH their contribution is small.
How is the net charge at pH calculator different from the isoelectric point calculator?
This calculator evaluates net charge at one pH you choose; the isoelectric point calculator finds the specific pH where net charge equals zero.
Is the net charge at pH calculator free?
Yes. The net charge ph calculator runs entirely in your browser.
संबंधित कैलकुलेटर
- अमीनो एसिड संरचना कैलकुलेटर एक अनुक्रम में हर अमीनो अम्ल को गिनता है और कुल में उसका प्रतिशत हिस्सा दिखाता है। शैक्षिक संदर्भ, चिकित्सा सलाह नहीं।
- पेप्टाइड लंबाई कैलकुलेटर चिपकाए गए अमीनो अम्ल अनुक्रम के अवशेषों की संख्या गिनता है। यह केवल एक शैक्षिक संदर्भ उपकरण है, चिकित्सा या खुराक सलाह नहीं।
- समविद्युत बिंदु (pI) कैलकुलेटर द्विभाजन विधि से समविद्युत बिंदु ढूंढता है, वह pH जहाँ नेट चार्ज कैलकुलेटर वाला वही आवेश योग शून्य होता है। शैक्षिक संदर्भ, चिकित्सा सलाह नहीं।
- आवेश बनाम pH वक्र कैलकुलेटर Henderson-Hasselbalch विधि से पूरे pH 0-14 परास में नेट आवेश के नमूने लेता है, ताकि आवेश-बनाम-pH वक्र बनाया जा सके। शैक्षिक संदर्भ, चिकित्सा सलाह नहीं।