Calculadora de peso molecular medio
Soma a massa média de cada resíduo de uma sequência e adiciona uma água pelas duas extremidades livres, dando o peso molecular médio do peptídeo. Referência educacional, não é conselho médico ou de dosagem.
Molecular e massa
Campos da calculadora
Esta e uma ferramenta de referencia matematica e laboratorial. Ela nao diagnostica, trata ou recomenda uma dose, e nao e conselho medico.
Um peptídeo tem uma massa que se pode obter apenas a partir da sua sequência, sem pesar nada. A calculadora de peso molecular médio faz exatamente isso: escreve o código de aminoácido de uma letra e ela soma a massa média padrão de cada resíduo da cadeia, e depois acrescenta uma única molécula de água de volta, para as duas extremidades livres.
É o número que a maioria dos fornecedores imprime no rótulo de um frasco, o número que vai encontrar num certificado de análise, e o número de que precisa quando quer saber quantos moles há num frasco. É uma propriedade da molécula em si, portanto não muda com a diluição.
A palavra médio importa. Cada elemento da tabela periódica existe como uma mistura de isótopos numa proporção natural fixa, e o peso molecular médio usa, para cada elemento, a massa média ponderada pela abundância natural. Essa é a convenção para uma molécula neutra no estado fundamental. Uma convenção diferente, a massa monoisotópica, é o que um espectrómetro de massa comunica, e há neste site uma calculadora separada para isso.
Porque é que a tabela de resíduos já subtraiu uma água
Comece pelos monómeros e a regra torna-se óbvia. Uma cadeia de n resíduos começa como n aminoácidos livres, e uni-los numa cadeia linear faz exatamente n menos uma ligações peptídicas, porque uma cadeia com n membros tem n menos uma ligações. Cada ligação condensa um grupo carboxilo com um grupo amina e liberta uma água. Portanto n monómeros perderam n menos uma águas, e o peptídeo acabado contém exatamente mais um equivalente de água em hidrogénio e oxigénio do que a soma das suas massas de resíduos.
As massas de resíduos tabeladas para os vinte aminoácidos padrão não são portanto massas de aminoácidos livres. A cada uma já lhe foi subtraído 18.01528, uma vez por resíduo, portanto somar n massas de resíduos removeu implicitamente n águas. A molécula acabada só perdeu n menos uma, por isso acrescentar uma água de volta faz com que as duas contagens coincidam. Chegue ao mesmo resultado a partir de uma tabela de massas de aminoácidos livres e o que faz é subtrair n menos uma águas uma vez e parar, que é um percurso genuinamente independente para a mesma figura e vale a pena saber correr como verificação.
Vale a pena quantificar a dimensão do erro que esta regra evita, porque não é uma questão de arredondamento. Um peptídeo de vinte e um resíduos tem vinte ligações, por isso acrescentar uma água por resíduo em vez de uma por cadeia infla a resposta em vinte águas, o que dá 360.3 Da numa molécula de aproximadamente 2300 Da. Isso é perto de dezasseis por cento, uma percentagem grande o suficiente para parecer um composto diferente em vez de um deslize, e pequena o suficiente para sobreviver a uma verificação descuidada da ordem de grandeza. Um limite barato apanha-o de qualquer maneira: divida a soma dos resíduos pelo comprimento, e a média tem de cair entre o resíduo mais leve, 57.05, e o mais pesado, 186.21.
Sobre o que é que a palavra médio faz a média
Cada elemento num peptídeo é uma mistura de isótopos e não um átomo único. O carbono é sobretudo carbono 12, mas uma pequena fração de qualquer amostra é carbono 13, o azoto 14 vem acompanhado de um pouco de azoto 15, e assim sucessivamente para cada elemento presente. A convenção média substitui cada elemento por uma única média ponderada pela abundância sobre os seus isótopos, e essas abundâncias estão tabeladas e são revistas periodicamente pelo organismo que mantém os pesos atómicos. O resultado é a massa da mistura, e é por isso que ele pertence a uma divisão e não a um espectro.
É essa distinção que faz da média o divisor correto. Se pesar 5 mg de um peptídeo, pesou uma amostra distribuída por muitos isotopólogos em proporções naturais, portanto dividir essa massa pelo peso molecular médio conta as moléculas corretamente. Dividir antes pela massa monoisotópica dá uma contagem baixa exatamente na fração que o desvio isotópico representa. As duas convenções são postas uma contra a outra em massa monoisotópica face à massa média , e a calculadora de massa monoisotópica calcula a outra. É também por isso que a figura média atravessa inalterada todos os cálculos a jusante deste site, e por isso que um valor publicado com uma casa decimal pode ser verificado contra uma massa derivada sem primeiro ser ajustado por isótopos.
O desvio não é uma quantidade fixa por resíduo, o que importa se o objetivo é prever uma comparação com antecedência. Coloque cada peso atómico médio ao lado da sua massa monoisotópica e as diferenças por átomo saem em cerca de 0.011 Da para o carbono, 0.004 para o azoto, 0.004 para o oxigénio, 0.0002 para o hidrogénio e 0.09 para o enxofre. O carbono domina simplesmente porque há muito dele, portanto uma cadeia com 120 carbonos carrega cerca de 1.3 Da de desvio só por si, e um resíduo de metionina carrega tanto desvio como quase quatro resíduos de alanina.
Onde a figura derivada deixa de descrever material real
O resultado descreve um peptídeo livre com uma cadeia não modificada e extremidades livres, e é exato para essa descrição. O material real muitas vezes não é isso. Um peptídeo trifluoroacetato traz um contraião, um peptídeo acetato traz um diferente, um monohidratado traz água ligada, e cada um deles desloca a massa do conteúdo do frasco para longe do valor de base livre que a sequência produz. Um fornecedor que cita um peso molecular para uma forma salina citei a massa do sal em vez de a do peptídeo, e ambos os números são internamente corretos.
O enriquecimento isotópico é o caso que nenhuma das duas convenções trata. Um peptídeo feito a partir de blocos de construção marcados com carbono 13 ou azoto 15 tem uma massa cuja composição isotópica tem de ser declarada explicitamente, porque ambas as tabelas assumem a abundância natural. Para material marcado, a massa vem do esquema de marcação e não de qualquer uma destas calculadoras, e nenhuma sequência a pode fornecer. O solvente ligado e os contraiões comportam-se do mesmo modo, no sentido de que são factos sobre a amostra e não sobre a molécula. Quando algum deles se aplica, o procedimento honesto é declarar que forma a figura descreve e depois aplicar separadamente o desvio correspondente, em vez de esperar que um único número derivado cubra todas as apresentações do mesmo peptídeo.
As quatro casas decimais do resultado são reprodutibilidade aritmética e não precisão de medição. Uma especificação citada com uma casa decimal resolve 0.05 Da, e uma balança é ainda mais grosseira. Arredonde a massa derivada ao que a fonte pode sustentar antes de comparar as duas, que é para isso que existe a calculadora de verificação da massa molar , e quando uma diferença grande precisa de uma explicação química em vez de uma de arredondamento, a calculadora de massa de modificação é o sítio para testar desvios candidatos. Comparar uma massa derivada com uma figura publicada arredondada só tem sentido depois de ambas terem sido reduzidas ao mesmo número de algarismos significativos, e essa redução é um juízo sobre a fonte e não sobre o cálculo.
Seguir o número até onde ele é mesmo preciso
Quase tudo o que se faz com um frasco começa por aplicar esta figura. A partir de uma massa em miligramas, dividir por ela em gramas por mole é o primeiro passo para uma contagem de moles, uma molaridade ou um coeficiente de extinção molar, e a calculadora de massa para moles faz essa divisão enquanto a calculadora de molaridade acrescenta o passo do volume por cima. Trabalhar por essa ordem, primeiro a sequência e depois os moles, significa que o único número procurado é usado de forma consistente em vez de ser reescrito de memória em cada etapa. O passo da molaridade precisa depois de um volume, e o volume é a entrada que mais vezes é mal escrita, por isso vale a pena estabelecer os dois hábitos separadamente: derivar a massa molar uma vez e depois tratá-la como constante para todos os cálculos posteriores que precisem dela.
É também a figura contra a qual se testa uma especificação, e a dimensão de uma discordância é mais informativa do que o seu sinal por si só. Uma diferença de algumas décimas de dalton numa cadeia curta é a convenção isotópica. Uma diferença de dezenas de dalton é química que uma tabela de modificações dá por explicada. Uma diferença na casa das centenas significa que as duas entradas descrevem moléculas diferentes, ou que uma delas está simplesmente errada. A calculadora de fórmula molecular chega a uma massa contando átomos em vez de somar resíduos tabelados, o que faz dela uma verificação da soma de resíduos e não uma repetição dela, e o tratamento mais extenso da mesma aritmética está em peso molecular a partir de uma sequência .
Como funciona esta calculadora
O método é uma única soma, e a única subtileza é a água. As tabelas padrão de aminoácidos citam normalmente dois tipos diferentes de massa. A massa de um aminoácido livre inclui a água que a molécula transporta como monómero. Uma massa de resíduo é esse mesmo número com uma água já retirada, porque a água que fica quando a ligação peptídica se forma já não faz parte da molécula.
Uma cadeia de n resíduos é unida por n menos uma ligações peptídicas, e cada ligação remove uma água. Portanto a água total removida é n menos uma. Se partir de massas de resíduos, a água já foi subtraída uma vez por resíduo, e subtraiu-a uma vez a mais do que a molécula acabada perdeu. Acrescentar exatamente uma água devolve a molécula acabada.
É todo o cálculo. Some as massas médias dos resíduos, acrescente 18.01528 Da uma vez, e tem o peso molecular médio do peptídeo livre, a forma que sai de um frasco liofilizado.
As formulas
-
average MW = sum of average residue masses + 18.01528
- average MW
- peso molecular médio do peptídeo livre, em daltões
- residue mass
- massa de aminoácido livre menos 18.01528, tal como está tabelada
- 18.01528
- a massa de uma molécula de água, com pesos atómicos médios
Exatamente uma água, para a cadeia inteira, por mais longa que a cadeia seja.
Exemplo resolvido
Peso molecular médio do peptídeo de quatro resíduos 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, quatro resíduos
- AGDE
- Massa média do resíduo Ala (A)
- 71.0788 Da
- Massa média do resíduo Gly (G)
- 57.0519 Da
- Massa média do resíduo Asp (D)
- 115.0886 Da
- Massa média do resíduo Glu (E)
- 129.1155 Da
- Somar as massas dos resíduos
- Substituicao
- 71.0788 + 57.0519 + 115.0886 + 129.1155
- Resultado
- 372.3348 Da
- Acrescentar uma água para as extremidades livres
- Substituicao
- 372.3348 + 18.01528
- Resultado
- 390.35008 Da
O que isso mostra
O resultado é cerca de 390.35 Da, ou 390.35 g/mol, porque um dalton e um grama por mole são numericamente o mesmo. Essa equivalência é a razão pela qual o mesmo número funciona como massa num rótulo e como massa molar num cálculo de moles.
Entendendo as entradas
- Sequencia de aminoacidos
- A cadeia peptídica, escrita com os códigos padrão de aminoácido de uma letra dos vinte aminoácidos, sem espaços, sem traços e sem numeração. Apenas letras maiúsculas.
- Atencao: Códigos de três letras como Ala ou GLY são recusados, tal como as formas em minúsculas que alguns fornecedores usam. Espaços e quebras de linha também são recusados, e é fácil colá-los por engano a partir de um email.
Entendendo os resultados
- Peso molecular medio
- O peso molecular médio em daltões. Numericamente idêntico a gramas por mole, portanto o mesmo número converte-se em moles sem qualquer ajuste adicional.
- Comprimento da sequencia (residuos)
- O número de resíduos na cadeia. Não é uma massa e não é uma dose. É impresso aqui porque uma massa sem comprimento associado é difícil de verificar por um controlo de plausibilidade.
Unidades explicadas
- Da (dalton)
- Uma unidade de massa igual a um duodécimo da massa de um átomo de carbono 12. Definida de modo que um mole é 390.35 g/mol.
- g/mol
- Massa molar. Numericamente igual ao valor em daltões, portanto as duas são intermutáveis assim que a unidade é escrita por extenso.
- Residue
- Um aminoácido que perdeu uma molécula de água ao formar uma ligação peptídica. Não é o mesmo que um aminoácido livre.
Erros comuns
- Acrescentar uma água por resíduo em vez de uma por cadeia. Isso infla um peptídeo de dez resíduos com nove águas a mais, o que dá 162 Da de erro puro.
- Introduzir massas de aminoácidos livres de uma tabela que cita monómeros e depois acrescentar água por cima. A tabela já a incluía.
- Tratar o peso molecular médio como o número que um espectrómetro de massa vai mostrar. A diferença é pequena por resíduo, mas é precisamente a diferença entre as duas calculadoras deste site.
- Esperar um resultado para uma sequência que contenha um resíduo não padrão, como um aminoácido D ou um PEG. Esses exigem uma massa de modificação aplicada à parte, que é para isso que existe a calculadora de massa de modificação.
Limitacoes importantes
- O resultado pressupõe uma cadeia não modificada com extremidades N e C livres. A acetilação, a amidação, a formação de pirroglutamato e a glicosilação deslocam todas a massa real, e nenhuma delas está incluída.
- O enriquecimento isotópico, as formas salinas e os contraiões não são modelados. Um frasco liofilizado de um sal de peptídeo trifluoroacetato não pesa exatamente a massa da base livre.
- Isto é uma massa. Não diz nada sobre atividade, potência, pureza ou segurança, e não é um valor de dosagem.
Perguntas frequentes
What does the average molecular weight calculator compute?
It sums the average residue mass of every amino acid in the sequence you enter, plus one water molecule (18.01528 Da) for the two free termini, giving the peptide's average molecular weight in daltons.
How do I use the average molecular weight calculator?
Enter the peptide sequence using standard one letter amino acid codes, for example ACDEFGHIK. The calculator parses the sequence and returns the average mass and the residue count.
What method does the average molecular weight calculator use?
It follows the standard peptide mass convention from ExPASy PeptideMass and mass spectrometry tools generally: residue masses already have water removed for the peptide bond, so exactly one water is added back for the whole chain.
What units does the average molecular weight calculator return?
The average mass is in daltons (Da), equivalent to g/mol. The length result is a plain residue count.
What happens if I enter an invalid sequence into the average molecular weight calculator?
Characters outside the 20 standard one letter amino acid codes are rejected, and the calculator reports that the sequence contains invalid characters rather than silently ignoring them.
Is average mass the same as monoisotopic mass?
No. Average mass uses each element's natural isotopic abundance weighted average atomic mass; monoisotopic mass, a separate calculator on this site, uses only the most abundant isotope of each element. They differ by a few tenths of a dalton per residue and diverge more as the peptide gets longer.
Is the average molecular weight calculator free to use?
Yes. It runs entirely in your browser and sends no data to a server.
Why does a single amino acid still return a mass on the average molecular weight calculator?
A single residue plus one water is a valid, if minimal, peptide (a free amino acid), so the calculator accepts sequences as short as one residue.
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