Calculadora de massa de modificacao
Adiciona o delta de massa monoisotópica UniMod de uma modificação escolhida (acetilação, amidação, fosforilação, oxidação ou desamidação) a uma massa base. 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.
Muitos peptídeos não são uma cadeia nua de resíduos padrão. Transportam grupos acetilo, grupos fosfato, extremidades amidadas, metioninas oxidadas, resíduos desamidados. A calculadora de massa de modificação recebe uma massa base e acrescenta um desvio de massa referenciado para uma modificação nomeada, opcionalmente aplicada a mais do que um sítio.
Cada desvio aqui é um delta de massa monoisotópico retirado da base de dados UniMod e citado com o respetivo número de acesso, portanto a figura é rastreável até uma referência primária e não até uma tabela que alguém escreveu uma vez.
É a ferramenta para verificar uma especificação que cita uma massa modificada e para calcular o que uma modificação declarada faz a uma massa.
Cada modificação aqui é um balanço de átomos
Cada desvio de massa nesta página é derivado da mesma maneira: escreva-se os átomos que a reação acrescenta ou retira, e o delta segue. A acetilação põe um grupo acetilo de dois carbonos onde estava um hidrogénio, o que acrescenta dois carbonos, dois hidrogénios e um oxigénio e dá 42.010565 Da na convenção monoisotópica. A amidação substitui um hidroxilo terminal por uma amina, tirando um oxigénio e um hidrogénio enquanto acrescenta um azoto e dois hidrogénios, para uma perda líquida de 0.984016 Da. A oxidação é a adição de um único oxigénio e mais nada, portanto o seu delta é exatamente a massa de um átomo de oxigénio. O mesmo balanço está explicitado com fontes em trabalho sobre peso molecular .
As duas restantes são uma substituição em sentidos opostos. A fosforilação acrescenta um grupo fosfato, que como adição monoisotópica de um hidrogénio, um fósforo e três oxigénios dá 79.966331 Da. A desamidação transforma a cadeia lateral de uma asparagina ou glutamina no ácido correspondente, substituindo uma amida por um hidroxilo, acrescentando um oxigénio enquanto retira um azoto e dois hidrogénios, o que dá 0.984016 Da. Esse é exatamente o simétrico do delta da amidação, e o par é um lembrete útil de que uma substituição próxima da neutralidade em massa é tão capaz de fazer subir uma massa um pouco como de a fazer descer.
Calcular os deltas assim em vez de os procurar é a parte que generaliza. O catálogo desta página tem cinco entradas e o UniMod tem centenas, portanto tudo o que estiver fora das cinco tem de ser derivado da mesma maneira, e o balanço de átomos é o único método que funciona sem uma tabela de consulta. Um desvio que não seja obviamente nenhum destas cinco sai na mesma coisa de escrever os reagentes e os produtos por extenso. É também por isso que a calculadora de fórmula molecular é uma boa companhia: o mesmo delta expresso como diferença de fórmulas confirma quais são os átomos que devem mudar de lugar.
Como um desvio se propaga para uma massa total
A propagação é uma multiplicação, e é por isso que existe aqui um campo de contagem. Uma acetilação são 42.010565 Da e duas são 84.02113, portanto um peptídeo que transporta a mesma modificação em mais do que um sítio é uma massa base mais esse produto. A multiplicação só é correta quando todos os sítios transportam a mesma coisa, o que vale a pena declarar claramente, porque um peptídeo com uma acetilação e uma fosforilação não são dois sítios de uma única modificação e não pode ser expresso como um delta e uma contagem. É também por isso que o desvio aplicado é comunicado ao lado do resultado, para que a dimensão da química se mantenha visível em vez de ficar enterrada dentro de um total.
A dimensão do desvio em relação à base importa mais do que à primeira vista parece. Quarenta e dois dalton são 11.3 por cento de uma cadeia de 373 Da e menos de dois por cento de uma de 2300 Da, portanto a mesma química é uma perturbação muito maior num peptídeo curto do que num longo, e uma tolerância expressa em percentagem significa portanto coisas diferentes nos dois casos. Uma coincidência comunicada dentro da tolerância é evidência mais fraca numa cadeia curta do que a mesma tolerância numa cadeia longa, o que é uma boa razão para preferir uma tolerância absoluta quando se compara uma massa modificada com um valor medido. A calculadora de verificação da massa molar comunica a diferença absoluta e a relativa exatamente por isso.
Os deltas são monoisotópicos, e a base tem de concordar
Todas as figuras citadas aqui são retiradas do UniMod com o respetivo número de acesso anexado, e o UniMod trabalha em massas monoisotópicas. Essa é a convenção certa para identificar uma modificação contra um espectro e a errada para misturar com uma massa média. O delta de massa média para a acetilação, calculado a partir de pesos atómicos médios, é cerca de 42.037 e não 42.010565, portanto acrescentar a figura monoisotópica a uma base média deixa o total cerca de 0.03 Da acima de onde a química o põe. Pequeno, mas maior do que as quatro casas decimais que qualquer das calculadoras mostra.
Há uma exceção instrutiva a essa preocupação. A amidação parece segura em qualquer das convenções, porque troca um oxigénio por um azoto e os dois elementos têm quase a mesma massa, portanto o líquido fica abaixo de um dalton de qualquer maneira. O padrão é geral: quanto mais perto da neutralidade em massa uma modificação estiver, menos a convenção importa, e quanto mais longe mover a massa, mais ela importa. Quando se quer uma figura internamente coerente até ao último algarismo, retire a base da calculadora de massa monoisotópica e não da calculadora de peso molecular médio , e mantenha-se nessa convenção ao longo de todos os desvios.
Correr o desvio ao contrário
A maneira mais útil de correr este cálculo é ao contrário, e a página suporta isso sem dizer. Quando uma especificação cita uma massa modificada e a massa não modificada é conhecida a partir da sequência, subtrair uma da outra dá o delta que a especificação implica. Cinco resíduos de alanina têm uma massa média de 373.4093, e uma especificação que cite 415.42 implica um desvio de 42.0107, o que é uma acetilação dentro do arredondamento da figura citada. A identificação é depois confirmada correndo a acetilação para a frente e comparando, que é uma medição que a calculadora de diferença de massas faz diretamente.
O limite honesto de tudo isto é o âmbito. O catálogo aqui são cinco modificações e a base de dados UniMod contém centenas, portanto tudo o que estiver fora da lista tem de ser procurado no UniMod e aplicado à mão, e esta página não produzirá essa resposta. Também não verifica a química: saber se a sequência contém uma lisina que pudesse transportar um grupo acetilo, ou uma tirosina que pudesse ser fosforilada, é uma pergunta separada sobre a molécula, e um desvio aplicado a uma base sem sítio para ele é aritmética que não significa nada. As duas pontas da cadeia são tratadas à parte, onde a calculadora de modificação terminal trata a acetilação, a amidação e ambas as vias de ciclização como estados independentes.
Como funciona esta calculadora
Uma modificação química é simplesmente um balanço de átomos. A acetilação acrescenta um grupo acetilo de dois carbonos no lugar de um hidrogénio, portanto a massa sobe 42.010565 Da. A amidação substitui um hidroxilo terminal por uma amina, o que é uma perda líquida de 0.984016 Da.
Um delta negativo não é um erro. A amidação e a desamidação são substituições quase neutras cujo efeito em massa fica ligeiramente abaixo e ligeiramente acima de zero respetivamente, e acertar nesse sinal é precisamente o motivo de citar o número de acesso em vez de arredondar.
Quando há mais do que um sítio modificado, os desvios somam-se. A calculadora multiplica o delta único pela contagem, o que só é correto quando todos os sítios transportam a mesma modificação.
As formulas
-
modified mass = base mass + (delta x count)
- delta
- o desvio de massa monoisotópico da modificação escolhida
- count
- o número de sítios que transportam essa modificação
Exemplo resolvido
Acrescentar dois grupos acetilo a um peptídeo de 390.35 Da
Exemplo ilustrativo. Os numeros foram escolhidos para que a aritmetica seja facil de conferir. Nao sao uma dose, um protocolo ou uma recomendacao.
Dados
- Massa base
- 390.35 Da
- Modificação
- Acetylation, UniMod:1, +42.010565 Da
- Número de sítios
- 2
- Multiplicar o delta pela contagem
- Substituicao
- 42.010565 x 2
- Resultado
- 84.02113 Da
- Acrescentar à massa base
- Substituicao
- 390.35 + 84.02113
- Resultado
- 474.37113 Da
O que isso mostra
A acetilação é uma das modificações terminais mais comuns, e 42 Da é um desvio grande para acrescentar a um peptídeo. Um peptídeo de 21 resíduos tem aproximadamente 2300 Da, portanto uma única acetilação move-o em menos de 2 por cento, o que costuma estar dentro da tolerância que um fornecedor cita, mas não é nada.
Entendendo as entradas
- Massa base (Da)
- A massa não modificada de que partir, normalmente o peso molecular médio a partir da sequência, se quiser uma massa real, ou uma massa monoisotópica se estiver a comparar contra um espectro.
- Atencao: Decida em que convenção está antes de começar. Acrescentar um delta monoisotópico a uma massa média, ou o inverso, mistura duas convenções e produz um número que não corresponde a nenhuma.
- Modificacao
- Que modificação aplicar. As cinco disponíveis são a acetilação, a amidação, a fosforilação, a oxidação e a desamidação.
- Numero de sitios
- Quantas vezes a modificação ocorre.
- Atencao: Uma contagem superior a um implica a mesma modificação em todos os sítios. Um peptídeo com uma acetilação e uma fosforilação não são duas modificações da mesma espécie, e a calculadora não consegue exprimir isso.
Entendendo os resultados
- Massa modificada
- A massa base com o desvio aplicado.
- Deslocamento de massa aplicado
- O desvio total realmente aplicado, isto é o delta único multiplicado pela contagem. Mostrado à parte para que um desvio grande fique visível em vez de enterrado no resultado.
Unidades explicadas
- Monoisotopic delta
- A variação de massa calculada a partir dos isótopos mais abundantes, que é a convenção que o UniMod usa. Acrescente-a a uma massa monoisotópica e não a um peso molecular médio.
- UniMod
- A base de dados de referência das modificações de proteínas e peptídeos, usada como fonte primária de cada delta nesta página.
Erros comuns
- Acrescentar um delta monoisotópico a um peso molecular médio. Todos os deltas desta página são monoisotópicos. Use a calculadora de massa monoisotópica como base se quiser um número coerente consigo próprio.
- Supor que a contagem quer dizer tipos diferentes de modificação. Quer dizer a mesma modificação repetida.
- Esperar que a calculadora descubra quais os sítios que podem transportar a modificação. Ela aplica aritmética e não química. Saber se uma lisina pode ser acetilada é uma pergunta separada.
Limitacoes importantes
- Estão cobertas cinco modificações. A base de dados UniMod contém centenas, e quaisquer outras têm de ser aplicadas à mão.
- Não há verificação de que a sequência contenha realmente um sítio capaz de transportar a modificação escolhida.
- Um desvio de massa não diz nada sobre se a modificação é biologicamente real. É um balanço de fórmulas.
Perguntas frequentes
What does the modification mass calculator compute?
It applies a known post-translational modification’s mass delta to a base peptide mass, returning the modified mass and the delta applied.
Which modifications does the modification mass calculator support?
Acetylation (+42.010565 Da), amidation (-0.984016 Da), phosphorylation (+79.966331 Da), oxidation (+15.994915 Da), and deamidation (+0.984016 Da).
Where do the modification mass calculator’s delta values come from?
They are the standard monoisotopic mass deltas from the UniMod database (unimod.org), the reference resource mass spectrometrists use for annotating post-translational modifications.
How do I use the modification mass calculator?
Enter the base (unmodified) mass, choose a modification from the dropdown, and enter how many times that modification occurs (the count). The calculator multiplies the delta by the count and adds it to the base mass.
Can I apply the same modification to multiple sites on the modification mass calculator?
Yes, use the count field. For example, two phosphorylation sites means a count of 2, which doubles the +79.966331 Da delta before it is added.
What is the difference between the modification mass calculator and the terminal modification calculator?
This calculator applies a single modification type, and count, anywhere on the peptide; the terminal modification calculator applies independent N-terminal and C-terminal modifications specifically, a distinct and more limited set of chemistries.
What happens with a negative count on the modification mass calculator?
A negative count is rejected as invalid; the number of modification sites cannot be negative.
Is the modification mass calculator free to use?
Yes, it runs entirely in your browser with no data sent to a server.
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