Calcolatore del peso molecolare medio

Partendo dai monomeri la regola diventa ovvia. Una catena di n residui comincia come n amminoacidi liberi, e unirli in una catena lineare produce esattamente n meno 1 legami peptidici, perché una catena di n elementi ha n meno 1 collegamenti. Ogni legame condensa un gruppo carbossile con un gruppo amminico e libera una molecola d’acqua. Quindi n monomeri hanno perso n meno 1 acque, e il peptide finito contiene esattamente una molecola d’acqua in più, in termini di idrogeno e ossigeno, di quanta ne contenga la somma delle masse dei suoi residui.

Le masse residue tabulate per i venti amminoacidi standard non sono dunque masse di amminoacidi liberi. A ciascuna è già stato sottratto 18.01528, una volta per residuo, quindi sommare n masse residue ha tolto implicitamente n acque. La molecola finita ne ha perse solo n meno 1, e aggiungere indietro un’acqua fa concordare i due conteggi. Se si raggiunge la stessa risposta partendo da una tabella di masse di amminoacidi liberi, si sottraggono n meno 1 acque una volta sola e ci si ferma: è una strada genuinamente indipendente verso la stessa cifra, e vale la pena saperla eseguire come controllo.

Vale la pena quantificare la dimensione dell’errore che questa regola evita, perché non è una questione di arrotondamento. Un peptide di ventuno residui ha venti legami, quindi aggiungere un’acqua per residuo anziché per catena gonfia la risposta di venti acque, cioè 360.3 Da su una molecola di circa 2300 Da. Sono circa sedici per cento, una quota abbastanza grande da sembrare un composto diverso e non un errore di digitazione, e abbastanza piccola da superare un controllo distratto dell’ordine di grandezza. Un vincolo economico la intercetta in ogni caso: si divide la somma dei residui per la lunghezza, e la media deve cadere fra il residuo più leggero, 57.05, e il più pesante, 186.21.

Ogni elemento di un peptide è una miscela di isotopi e non un singolo atomo. Il carbonio è carbonio 12 in misura schiacciante, ma una piccola frazione di qualsiasi campione è carbonio 13, l’azoto 14 arriva con un po’ di azoto 15, e così via per ogni elemento presente. La convenzione media sostituisce ciascun elemento con una singola massa media pesata per abbondanza sui suoi isotopi, e quelle abbondanze sono tabulate e riviste periodicamente dall’organismo che cura i pesi atomici. Il risultato è la massa della miscela, ed è per questo che appartiene a una divisione e non a uno spettro.

È questa distinzione a rendere la media il divisore corretto. Si pesa una quantità di 5 mg di un peptide e si è pesato un campione distribuito su molti isotopologi in proporzioni naturali, quindi dividere quella massa per il peso molecolare medio conta correttamente le molecole. Dividere invece per la massa monoisotopica dà un conteggio basso esattamente della frazione che rappresenta lo scostamento isotopico. Le due convenzioni sono messe a confronto in guida alla massa monoisotopica rispetto al peso molecolare medio , e il calcolatore della massa monoisotopica calcola l’altra. È anche il motivo per cui la cifra media attraversa invariata ogni calcolo a valle di questo sito, e il motivo per cui un valore pubblicato riportato a una cifra decimale si può confrontare con una massa derivata senza dover prima correggerlo per gli isotopi.

Lo scostamento non è una quantità fissa per residuo, cosa che conta se l’obiettivo è prevedere un confronto in anticipo. Mettendo ogni peso atomico medio accanto alla sua massa monoisotopica, le differenze per atomo risultano di circa 0.011 Da per il carbonio, 0.004 per l’azoto, 0.004 per l’ossigeno, 0.0002 per l’idrogeno e 0.09 per lo zolfo. Il carbonio domina semplicemente perché ce n’è moltissimo, quindi una catena di 120 carboni porta da sola circa 1.3 Da di scostamento, e un residuo di metionina porta uno scostamento quasi pari a quello di quattro residui di alanina.

Il risultato descrive un peptide libero con catena non modificata ed estremità libere, ed è esatto per quella descrizione. Il materiale reale spesso non lo è. Un peptide trifluoroacetato porta un controione, un peptide acetato ne porta un altro, un monoidrato porta acqua legata, e ciascuno di questi sposta la massa del contenuto del flacone rispetto al valore di base libera che produce una sequenza. Un fornitore che cita un peso molecolare per una forma salina ha citato la massa del sale e non quella del peptide, ed entrambi i numeri sono internamente corretti.

L’arricchimento isotopico è il caso che nessuna delle due convenzioni gestisce. Un peptide fatto con blocchi marcati con carbonio 13 o azoto 15 ha una massa la cui composizione isotopica va dichiarata esplicitamente, perché entrambe le tabelle presuppongono abbondanza naturale. Per il materiale marcato la massa deriva dallo schema di marcatura e non da nessuno dei due calcolatori qui, e nessuna sequenza può fornirla. Solvente legato e controioni si comportano allo stesso modo, nel senso che sono fatti del campione e non della molecola. Dove se ne applica qualcuno, il procedimento onesto è dichiarare a quale forma si riferisce la cifra e poi applicare separatamente lo spostamento corrispondente, invece di aspettarsi che un unico numero derivato copra ogni presentazione dello stesso peptide.

Le quattro cifre decimali del risultato sono riproducibilità aritmetica, non precisione di misura. Una specifica citata a una cifra decimale risolve 0.05 Da, e una bilancia è ancora più grossolana. Si arrotondi la massa derivata a quanto la fonte può sostenere prima di confrontare le due, ed è a questo che serve il calcolatore di controllo della massa molare , mentre dove un divario ampio richiede una spiegazione chimica anziché di arrotondamento è il calcolatore della massa di modifica il posto giusto per mettere alla prova spostamenti candidati. Confrontare una massa derivata con una cifra pubblicata arrotondata ha senso solo una volta che entrambe sono state ridotte allo stesso numero di cifre significative, e quella riduzione è un giudizio sulla fonte e non sul calcolo.

Quasi tutto ciò che si fa con un flacone comincia applicando questa cifra. Da una massa in milligrammi, dividere per essa espressa in grammi per mole è il primo passo verso un conteggio di moli, una molarità o un coefficiente di estinzione molare, e il calcolatore dalla massa alle moli esegue quella divisione mentre il calcolatore della molarità aggiunge il passaggio sul volume. Lavorare in quest’ordine, prima la sequenza e poi le moli, significa usare in modo coerente l’unico numero consultato invece di riscriverlo a memoria a ogni stadio. Il passaggio sulla molarità richiede poi un volume, e il volume è l’ingresso più spesso digitato male, quindi vale la pena stabilire le due abitudini separatamente: ricavare una volta sola la massa molare e poi trattarla come una costante per ogni calcolo successivo che la richiede.

È anche la cifra con cui mettere alla prova una specifica, e la dimensione di un disaccordo dice più del solo segno. Un divario di qualche decimo di dalton su una catena corta è la convenzione isotopica. Un divario di decine di dalton è chimica che una tabella di modifiche spiega. Un divario nell’ordine delle centinaia significa che le due voci descrivono molecole diverse, o che una delle due è semplicemente sbagliata. Il calcolatore della formula molecolare raggiunge una massa contando gli atomi anziché sommando residui tabulati, il che lo rende un controllo della somma dei residui e non una sua riformulazione, e il trattamento più esteso della stessa aritmetica si trova in guida al peso molecolare di un peptide da una sequenza .