Calculadora de hidrofobicidade GRAVY

Uma média aritmética simples tem uma consequência conveniente e uma perigosa. A conveniente é que uma cadeia longa não é mais hidrofóbica do que uma curta só por ser mais longa. Cada resíduo pesa o mesmo independentemente da posição ou do contexto. A perigosa é que uma média não tem memória da ordem. Uma cadeia cujo primeiro terço é fortemente hidrofóbico e cujo resto é fortemente hidrofílico devolve a mesma pontuação do que uma cujos resíduos se alternam, e as duas moléculas apresentam superfícies completamente diferentes à água.

Os valores de Kyte-Doolittle são juízos de ordenação e não energias medidas, e é isso que torna razoável uma média sobre eles em primeiro lugar. Foram atribuídos de modo que a escala corra de fortemente hidrofílico numa extremidade a fortemente hidrofóbico na outra, e são simétricos em torno de zero por construção. Tratá-los como uma ordenação do comportamento dos resíduos é defensável. Tratar a média resultante como uma energia livre, uma solubilidade ou um coeficiente de partição não é, e o guia sobre a pontuação GRAVY é explícito sobre onde é que o índice deixa de ter significado.

Quanto uma única substituição pode deslocar a pontuação vale a pena calcular em vez de adivinhar. A escala de Kyte-Doolittle cobre nove pontos de uma extremidade à outra, portanto substituir um resíduo pode deslocar a soma no máximo por essa quantidade. Dividindo pelo comprimento, o maior efeito que um resíduo pode ter é nove sobre n: um pouco mais de dois pontos numa cadeia de quatro, e um quarto de ponto numa cadeia de quarenta. Uma substituição numa cadeia longa é portanto uma pequena mudança na pontuação, enquanto a diferença entre duas sequências escolhidas por serem diferentes é tipicamente várias vezes maior.

Essa assimetria é o argumento prático para tratar o GRAVY como uma forma de ordenar sequências e não como uma forma de medir uma. Uma variação relatada de 0.1 entre duas versões de um peptídeo longo quase nunca é a diferença interessante. Uma mudança de sinal, ou um deslocamento de 1 ou mais, é. A calculadora de índice de Boman faz o mesmo ponto a partir de uma tabela diferente de coeficientes, e a calculadora de índice alifático repete-o com quatro resíduos em vez de vinte.

A falha mais clara da média é a hélice anfipática. Uma hélice alfa tem cerca de 3.6 resíduos por volta, portanto resíduos separados por três ou quatro posições caem aproximadamente na mesma face dela. Uma hélice construída com resíduos hidrofóbicos nesses espaçamentos e resíduos polares nos restantes é genuinamente e fortemente anfipática: uma face interage com a água e a outra não. Média ao longo da cadeia, os dois conjuntos de resíduos cancelam-se, e a pontuação de um peptídeo totalmente anfipático pode ficar muito perto de zero.

Não há nada de errado com o cálculo. Está a ser feita à média uma pergunta a que ela não pode responder, que é qual é o comportamento médio de um resíduo, e não como esses resíduos estão dispostos no espaço. Numa proteína globular dobrada a média é uma abreviatura razoável porque o enterro está espalhado pela estrutura. Num peptídeo linear curto é uma heurística. Se a pergunta for quanto da cadeia é quimicamente apolar, uma contagem é a ferramenta melhor, e a calculadora de fração de resíduos hidrofóbicos responde-lhe sem fazer média de nada.

Lida à letra, a pontuação GRAVY diz uma coisa: a média dos valores de hidropatia tabelados dos resíduos presentes. Acima de zero o resíduo médio prefere um ambiente apolar, e abaixo de zero prefere a água. Isso é uma descrição completa e exata da saída, e vale a pena mantê-la tão pequena, porque qualquer interpretação maior assente por cima dela é uma inferência que o cálculo não faz.

Em particular não diz nada sobre solubilidade como concentração, nada sobre agregação, nada sobre ligação e nada sobre estrutura. Dois peptídeos com pontuações idênticas podem diferir em todos esses aspetos. Quando uma propriedade de uma sequência tem de ser posta lado a lado com os outros descritores composicionais, a fração de resíduos carregados é normalmente a que muda a interpretação, já que em água a pH moderado é a carga e não a hidrofobia média que governa o comportamento. O comprimento é o divisor em tudo isto, e a calculadora de comprimento de peptídeo é onde esse número é estabelecido.