Calculadora do ponto isoeletrico (pI)

Um pI não pertence a um peptídeo isoladamente. Pertence ao peptídeo e à tabela de valores de pKa usada para raciocinar sobre ele, e essas duas coisas são separáveis. Mude o conjunto de pKa e a mesma sequência dá uma resposta diferente, não uma resposta ligeiramente diferente mas um número diferente, porque o cruzamento do zero muda com a curva em que assenta. As escalas publicadas não são intercambiáveis, e aqui não se faz qualquer esforço para as reconciliar. Duas ferramentas que relatam valores de pI discordantes normalmente não estão a discordar sobre a química. Estão a alimentar a mesma definição com constantes diferentes.

É essa também a razão honesta para tratar um pI como aproximado mesmo quando é relatado com várias casas decimais. A definição em si é exata dentro do modelo, e o modelo só é tão bom quanto as suas constantes. Os valores de pKa tabelados foram medidos em condições particulares, e a dispersão entre valores publicados para o mesmo grupo é da ordem de uma fração de uma unidade de pH. A explicação dos pontos isoelétricos de peptídeos cobre o que a definição fixa e o que não fixa, e vale a pena ler antes de citar um número com mais precisão do que o método suporta.

Não existe forma fechada para o pH a que uma soma de muitos termos logísticos cruza zero. Cada grupo contribui com uma função racional de dez elevado a um expoente, e uma soma de vários desses termos não pode ser invertida algebricamente. O que se pode fazer é notar que a soma diminui monotonicamente à medida que o pH sobe, portanto cruza zero no máximo uma vez, portanto qualquer mudança de sinal delimita uma raiz única. Delimitar a resposta e depois reduzir a meio o intervalo é portanto suficiente, e é o método usado aqui.

A bisseção é escolhida em vez de um método baseado na derivada por uma razão simples: não pode divergir. Um passo derivado de uma inclinação pode ultrapassar e sair do intervalo, e depois disso a procura tem de ser reiniciada. Reduzir a meio nunca sai do intervalo, nunca o alarga, e converge a uma taxa conhecida de antemão, portanto o número de passes necessários para atingir uma tolerância pode ser dito antes de a procura começar. Numa função que é suave e monótona, o método aborrecido é o certo. A calculadora de carga líquida fornece a função que está a ser resolvida.

Um pI relatado a quatro casas decimais é uma solução precisa de uma função aproximada, e as duas descrições não devem ser deixadas fundir-se. A bisseção leva a carga residual até dentro de uma tolerância muito abaixo de qualquer tamanho com significado, porque apertar a tolerância só custa iterações extra. Os valores de pKa que a alimentam são constantes tabeladas, e a discordância real entre valores publicados para o mesmo grupo é uma fração de uma unidade de pH. Um resultado citado a quatro casas descreve portanto a aritmética exatamente e a química a cerca de uma.

Na prática isso significa que os três últimos algarismos são resíduo aritmético e não informação. Duas casas decimais já são generosas para a maioria das utilizações, e uma é normalmente a precisão com que uma formulação de tampão, um valor de fornecedor ou um método cromatográfico vai trabalhar. Relatar mais não é mais exato, é apenas mais preciso. Se um valor a jusante for calculado a partir de um pI, transporte-o com uma casa decimal e deixe o arredondamento acontecer cedo, em vez de propagar quatro casas para o cálculo seguinte.

A composição da cadeia decide a resposta mais do que a maioria dos leitores espera. Quando uma sequência tem poucas ou nenhuma cadeias laterais básicas, a única carga positiva disponível é a da extremidade N, e o cruzamento do zero é fixado pela região em que os grupos carboxilo ainda estão parcialmente protonados. É por isso que peptídeos sem lisina, arginina ou histidina devolvem legitimamente um pI perto de 3, e porque um valor tão baixo é um resultado estrutural e não um erro. A calculadora de carga em função do pH mostra a mesma coisa como curva, com o cruzamento entre dois degraus muito próximos.

A mesma sensibilidade corre na outra direção. Modificar uma extremidade retira uma carga inteira, o que desloca o cruzamento muito mais do que qualquer alteração plausível ao resto da cadeia, e a calculadora de modificação terminal é o sítio para estabelecer o que uma dada modificação faz à massa antes de esse efeito ser raciocinado. Um pI também não diz nada sobre solubilidade nem sobre velocidade de migração. É o pH a que a carga desaparece, o que é um facto e não uma descrição geral de como um peptídeo se comporta em torno dele. Determinar as condições de tampão que produzem um pI particular é uma aritmética à parte, tratada pela calculadora de diluição de tampão .