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Peptide Calculator

Calculadora do indice alifatico

Calcula o índice alifático de Ikai, %Ala + 2,9 x %Val + 3,9 x (%Ile + %Leu), uma medida de termoestabilidade. Referência educacional, não é conselho médico.

Analise de sequencia

Campos da calculadora

Apenas codigos de aminoacido de uma letra (A-Y). Espacos e quebras de linha sao ignorados.

Esta e uma ferramenta de referencia matematica e laboratorial. Ela nao diagnostica, trata ou recomenda uma dose, e nao e conselho medico.

O índice alifático foi definido por Ikai em 1980 como preditor da estabilidade térmica de uma proteína globular. É uma combinação ponderada das percentagens molares de quatro resíduos alifáticos: alanina, valina, isoleucina e leucina.

Um índice alifático mais alto está associado a uma temperatura de fusão mais alta e a uma maior estabilidade térmica em proteínas dobradas. É um indicador de estabilidade, e foi derivado para proteínas globares dobradas e não para peptídeos lineares curtos.

Está incluído aqui como descritor publicado e verificável, a par do índice de Boman, e não do índice de instabilidade, cuja matriz de coeficientes publicada é grande e difícil de reproduzir com confiança a partir de uma fonte citável.

Uma contagem ponderada de quatro resíduos e nada mais

O índice soma as percentagens molares de quatro resíduos sob pesos fixos e ignora por completo os outros dezasseis. A alanina tem peso um, a valina 2.9, e a isoleucina e a leucina partilham um peso de 3.9. Cada resíduo carregado, cada resíduo polar e a fenilalanina, o triptofano e a cisteína são invisíveis para ele. Os pesos são coeficientes de uma regressão do trabalho original, não constantes físicas, portanto codificam uma relação que foi observada em proteínas globares dobradas e nada mais largo do que isso. Convém recordá-la, essa origem, porque fixa a população que o número descreve e é a razão pela qual a interpretação pára onde pára.

Uma consequência imediata é que a escala só fica limitada pela composição que a alimenta. Uma cadeia de alanina pura pontua exatamente 100 qualquer que seja o seu comprimento, porque a sua percentagem molar de alanina é 100 e o peso é 1. Uma cadeia de trinta e dois resíduos feita de oito alaninas, oito valinas, oito isoleucinas e oito leucinas pontua 25 + 2.9 x 25 + 3.9 x 50, o que dá 292.5. Nada nessa figura está errado; mostra que a faixa habitual de 60 a 100 citada para proteínas reais é uma propriedade de como essas proteínas tendem a ser compostas, e não um tecto inscrito no índice.

Numa cadeia curta o denominador importa mais do que os pesos. Uma única alanina numa cadeia de quatro resíduos é 25 por cento, por isso AGDE pontua 25, um número que parece tranquilizadoramente igual ao de uma proteína e que é de facto apenas a sua fração de alanina. Ponha essa mesma alanina numa cadeia de quarenta resíduos e ela é 2.5 por cento, portanto o índice passa a 2.5. A calculadora de comprimento de peptídeo é que diz em qual desses dois regimes se está antes de ler seja o que for no resultado, e numa cadeia curta é ela que decide o quanto o número significa.

A armadilha da percentagem molar e porque é fácil cair nela

A fórmula está definida sobre percentagem molar, que é a contagem dividida pelo comprimento e multiplicada por cem, e não sobre a fração molar simples. Recalculá-la à mão com 0.25 onde caberia 25 produz um resultado cem vezes menor, e o erro é completamente silencioso porque nada na aritmética falha: AGDE dá 0.25 em vez de 25, o que ainda parece um índice e está errado por duas ordens de grandeza. A razão pela qual sobrevive a uma revisão é que a resposta errada tem a mesma forma da certa: um número pequeno num campo que normalmente contém um número pequeno.

Há uma verificação rápida que a apanha. Numa cadeia que contenha alanina e nenhum dos outros três resíduos contados, o índice tem de ser exatamente igual à percentagem molar de alanina, portanto nesse caso a resposta está sempre entre 0 e 100. Qualquer coisa acima de 100 diz-lhe que a fórmula foi aplicada a frações em vez de percentagens. O caminho alternativo é saltar as percentagens por completo: multiplique cada contagem bruta pelo seu peso, some os quatro termos e divida uma vez pelo comprimento no fim. Uma divisão é muito mais difícil de errar do que duas, e as contagens vêm diretamente da calculadora de composição de aminoácidos .

Há um caso relacionado que parece uma falha e não é. Uma cadeia sem nenhum dos quatro resíduos contados devolve zero, que é uma resposta aritmética genuína e não uma entrada rejeitada. É também a resposta menos informativa que a página pode dar, porque numa escala onde as proteínas dobradas reais se situam a meio das centenas, um zero descreve uma cadeia construída inteiramente a partir dos resíduos que a fórmula foi definida para ignorar. Comunicá-lo como valor calculado e não como erro é o comportamento certo, e lê-lo como uma pontuação baixa em vez de como uma ausência de resíduos relevantes é o erro.

O que o índice ignora numa cadeia que nunca se dobra

A correlação por trás dos pesos foi feita entre a composição e o comportamento de fusão de proteínas globares dobradas. Um peptídeo linear curto não se dobra e portanto não tem comportamento de fusão para o índice prever, pelo que a leitura de estabilidade não tem a que se agarrar. O número em si continua a ser um resumo aritmético fiel de quatro percentagens molares. Lê-lo como uma figura de estabilidade para uma cadeia desdobrada é um erro de categoria e não uma pequena imprecisão, e é o erro mais fácil de cometer porque a palavra estabilidade está impressa mesmo ao lado do resultado.

Para além do dobramento, o índice é mudo quanto à carga, e é a carga que governa se uma cadeia se mantém em solução. Dois peptídeos com percentagens idênticas de alanina, valina, isoleucina e leucina podem diferir em todos os resíduos ionizáveis que contêm e obter exatamente o mesmo índice. A fração de resíduos hidrofóbicos conta os resíduos não polares sem ponderação e portanto só se sobrepõe em parte, enquanto o guia sobre a pontuação GRAVY explica porque é que uma média ponderada por resíduo é o resumo que responde de facto a este tipo de alteração. A carga é a variável que mais vezes decide como um peptídeo se comporta em solução, e um índice que não a vê está a responder a uma pergunta mais estreita do que a que normalmente se faz.

O comprimento é invisível de uma maneira que apanha as pessoas. Duas cadeias com composição idêntica pontuam igual por mais longas que sejam, porque as percentagens são as mesmas nos dois casos. Isso é uma consequência direta da definição, e significa que o índice não é um descritor de comprimento. Compará-lo entre cadeias de tamanhos muito diferentes é comparar composição além de tamanho, ou a comparação não é de igual para igual, e uma diferença no resultado pode nada dizer sobre a alteração que se queria provocar.

Ler o número como comparação e não como temperatura

O resultado é adimensional e não é uma temperatura. Não existe nenhuma conversão publicada de um índice alifático para um ponto de fusão em graus, porque o índice é um coeficiente de regressão aplicado a uma composição e não uma grandeza física. A sua forma útil é uma ordenação: entre cadeias de comprimento e dobramento semelhantes, um valor mais alto fica na extremidade da faixa que estava associada a um comportamento de fusão mais alto nos dados originais. Usado de qualquer outra forma perde o significado, e um número citado sem a composição que lhe está atrás não pode ser verificado por mais ninguém.

Portanto o uso honesto é comparativo e estreito. Calcule-o em duas sequências, veja qual das quatro percentagens mudou de facto, e trate a diferença como um motivo para ir ver outra coisa e não como um resultado em si. Se a pergunta por trás do número é quão hidrofóbica é uma cadeia, a calculadora de GRAVY responde de forma mais direta; se é com que força uma sequência se poderia apoiar contra uma superfície de proteína, o calculadora de índice de Boman foi construído para isso; e se é simplesmente quanto material uma cadeia contém, o trabalho sobre peso molecular é a aritmética relevante.

Como funciona esta calculadora

A fórmula usa percentagem molar e não fração molar, o que vale a pena ser preciso porque um valor calculado sobre frações em vez de percentagens sai cem vezes menor.

A alanina tem peso 1, a valina 2.9, e a isoleucina mais leucina partilham um peso de 3.9. Qualquer outro resíduo não contribui para nada, direta ou indiretamente. O índice é portanto uma contagem reescalada de quatro resíduos específicos.

As formulas

  • AI = X(Ala) + 2.9 x X(Val) + 3.9 x (X(Ile) + X(Leu))

    X
    percentagem molar desse resíduo, isto é contagem dividida pelo comprimento vezes cem

    Percentagem molar, não fração molar. Este é o erro mais comum de todos quando se reproduz o índice à mão.

Exemplo resolvido

Índice alifático de AGDE

Exemplo ilustrativo. Os numeros foram escolhidos para que a aritmetica seja facil de conferir. Nao sao uma dose, um protocolo ou uma recomendacao.

Dados

Sequência
AGDE
Contagem de alaninas
1
Contagens de valina, isoleucina e leucina
0
  1. Percentagem molar de alanina
    Substituicao
    1 / 4 x 100
    Resultado
    25
  2. Percentagem molar de valina
    Substituicao
    0 / 4 x 100
    Resultado
    0
  3. Percentagem molar de isoleucina mais leucina
    Substituicao
    0 / 4 x 100
    Resultado
    0
  4. Combinar
    Substituicao
    25 + 2.9 x 0 + 3.9 x 0
    Resultado
    25

O que isso mostra

Como só está presente a alanina, o índice é exatamente a percentagem molar de alanina. O resultado 25 é uma figura de percentagem molar e não uma fração, e é por isso que um cálculo à mão usando 0.25 estaria errado por um fator de cem.

Entendendo as entradas

Sequencia de aminoacidos
A cadeia em códigos de uma letra.

Entendendo os resultados

Indice alifatico
O índice alifático de Ikai. Valores mais altos indicam, em proteínas globares dobradas, uma estabilidade térmica prevista mais alta. A faixa típica para essas proteínas vai de cerca de 60 a mais de 100.

Unidades explicadas

Mole percent
Contagem dividida pelo comprimento vezes cem. A unidade em que o índice está definido.
Aliphatic
Alanina, valina, isoleucina e leucina aqui, os quatro resíduos que a fórmula conta.

Erros comuns

  • Usar fração molar em vez de percentagem molar, o que produz uma figura cem vezes menor. É o erro clássico quando se reproduz o índice à mão.
  • Aplicar o índice a um peptídeo linear curto e ler o número como uma temperatura de fusão. O índice prevê a estabilidade relativa entre proteínas dobradas, não o comportamento de um peptídeo desdobrado em solução.
  • Esperar que a valina e a leucina sejam intermutáveis. A valina tem peso 2.9 e a leucina 3.9, e são contadas separadamente.

Limitacoes importantes

  • Derivado e validado em proteínas globares dobradas. Um peptídeo linear curto está desdobrado, portanto a interpretação de estabilidade não se transfere.
  • Ignora por completo todos os outros resíduos, incluindo os carregados, pelo que dois peptídeos com o mesmo índice podem comportar-se de forma muito diferente.
  • Um único número sem barra de erro. É um coeficiente de regressão linear aplicado a uma sequência e não uma medição.

Perguntas frequentes

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.