Calculadora de modificacao terminal
Adiciona deltas de massa independentes, referenciados no UniMod, para o N-terminal (amina livre, acetilacao, ou formacao de piroglutamato a partir de Gln ou Glu) e para o C-terminal (acido livre ou amidacao) a uma massa base. Referencia educacional, nao e conselho medico 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.
As modificações terminais são aplicadas às duas pontas de um peptídeo e não a uma cadeia lateral, e as duas pontas podem ser modificadas de forma independente. Esta calculadora aplica uma modificação à extremidade N e uma modificação à extremidade C a uma massa base e devolve cada desvio separadamente.
Duas das opções para a extremidade N são quimicamente interessantes em vez de uma simples adição. A formação de pirroglutamato é o que acontece quando cicliza um peptídeo cujo primeiro resíduo é a glutamina ou o glutamato, e muda a massa em cerca de 17 ou 18 Da enquanto deixa o peptídeo com um aspeto quase igual no papel.
Isto importa na prática porque uma extremidade N ciclizada é uma diferença real entre dois produtos, e uma especificação que diga pirroglutamilo significa uma massa específica que um cálculo a partir da sequência simples não reproduz.
Porque é que as duas pontas são tratadas à parte da cadeia
Um peptídeo linear tem exatamente duas pontas quimicamente distintas, e cada uma carrega um grupo funcional que não aparece em mais lado nenhum da molécula: uma amina livre na extremidade N e um carboxilo livre na extremidade C. Cada uma pode levar uma modificação terminal de forma independente, e como os dois sítios não têm nada a ver um com o outro, os desvios simplesmente somam-se sem qualquer interação entre eles. É por isso que esta página tem dois seletores e devolve dois deltas ao lado do total em vez de oferecer uma única opção combinada. Não existe nenhum caso em que modificar uma ponta obrigue a uma mudança na outra, e é exatamente por isso que os dois seletores são independentes e não um par de escolhas mutuamente exclusivas.
A segunda razão para tratar as pontas por si só é que uma modificação terminal muda a composição elemental e não apenas a massa. Uma extremidade N ciclizada retira átomos da fórmula, e uma extremidade C amidada faz o mesmo, portanto uma fórmula molecular calculada a partir de uma sequência simples deixa de coincidir assim que uma das pontas leva uma modificação terminal. A calculadora de fórmula molecular produz de bom grado uma fórmula para a cadeia não modificada, e essa fórmula fica depois errada para o material de uma maneira que a massa sozinha não revela, já que muitas fórmulas diferentes podem partilhar uma massa enquanto nenhuma fórmula pode estar meio certa.
O pirroglutamato, e porque é que as duas vias diferem
A ciclização da extremidade N é o caso que vale a pena trabalhar, porque é quimicamente interessante e porque o seu efeito em massa é pequeno o suficiente para se esconder. Uma cadeia que comece por glutamina cicliza perdendo amoníaco, o que na convenção monoisotópica dá 17.026549 Da. Uma cadeia que comece por glutamato cicliza perdendo água em vez disso, o que dá 18.010565 Da. Dois resíduos iniciais diferentes dão o mesmo produto nomeado e duas massas diferentes, e os 0.984016 Da que os separam são exatamente a diferença entre oxigénio e amina que também separa a amidação da desamidação. Nenhuma das perdas deixa uma amina livre nessa ponta, portanto as duas vias consomem o mesmo grupo reativo enquanto movem a massa por valores que diferem em menos de um dalton.
Dezassete ou dezoito dalton são uma fração pequena de um peptídeo de qualquer comprimento, e pequenos o suficiente para caber dentro da tolerância de uma especificação arredondada. Um fornecedor que cite um peso molecular com uma casa decimal tem uma resolução de 0.05 Da, portanto uma ponta ciclizada nem sequer aparece como discrepância nessa figura. O que ela muda é real de qualquer maneira: a amina livre da extremidade N é consumida, o que é uma diferença nos grupos reativos da molécula e não apenas na sua massa, e nenhum cálculo a partir de uma sequência simples reproduz isso. A soma de onde vem a massa base está exposta em trabalho sobre peso molecular .
Porque é que a amidação é o desvio mais difícil de notar
A amidação substitui um carboxilo terminal por uma amida, o que retira um oxigénio e um hidrogénio enquanto acrescenta um azoto e dois hidrogénios, para uma perda líquida de 0.984016 Da. Na cadeia de 390 Da usada no exemplo trabalhado acima isso é um quarto de um por cento, e num peptídeo de vários milhares de dalton é bem menos de um décimo de por cento. Um desvio tão pequeno é invisível para qualquer especificação citada com pouca precisão, e é igualmente invisível para quem compare massas a olho. A opção da extremidade N é normalmente a maior das duas por uma margem larga, portanto num peptídeo com as duas pontas modificadas é o estado pirroglutamilo que domina o total enquanto a amidação se esconde lá dentro.
O total é onde as duas pontas se tornam legíveis. Tome cinco resíduos de alanina, cuja massa média não modificada é 373.4093, e aplique uma extremidade N ciclizada de glutamina juntamente com uma extremidade C amidada. Os dois deltas levam a massa a 355.3987. Escolha antes a via do glutamato para a ciclização e a mesma cadeia fica em 354.4147, exatamente 0.984016 mais baixa. Ver as duas figuras lado a lado deixa claro que uma especificação perto de qualquer uma delas está a descrever um estado das pontas e não um peptídeo diferente, e a calculadora de verificação da massa molar comunica qualquer uma das diferenças em percentagem para que as duas se distingam num relance.
O que não pode ser decidido a partir de uma massa
Nada nesta página estabelece que um dado material transporta algum destes estados. Se um produto está acetilado, amidado ou ciclizado é uma propriedade da amostra, e tem de vir da documentação que a descreve ou de uma medição, nunca de um cálculo. O que esta página fornece é a massa que cada opção implica, para que uma figura citada se torne interpretável assim que a pergunta é conhecida, e para que uma discrepância venha acompanhada de um pequeno conjunto de explicações candidatas com nome em vez de nenhuma. A distinção entre uma massa calculada e um facto estabelecido é aquela a que se deve agarrar quando uma especificação e uma sequência são lidas em conjunto.
Decorrem dois limites adicionais do desenho. A massa base é escrita à mão, portanto pode trazer a convenção isotópica errada, e como todos os deltas aqui são monoisotópicos, a calculadora de massa monoisotópica é o ponto de partida coerente enquanto a calculadora de peso molecular médio dá uma aproximação. E a calculadora não recebe a sequência, portanto não pode verificar sequer que o primeiro resíduo é uma glutamina ou um glutamato, que é a única precondição que dá sentido a qualquer uma das opções de ciclização. As modificações na cadeia pertencem à calculadora de massa de modificação , e onde uma massa citada tem de ser transformada de volta numa composição, o estimador de massa para sequência é a ferramenta que parte de uma massa e não de uma sequência.
Como funciona esta calculadora
Cada ponta tem uma opção livre, com um delta de zero, e uma ou mais opções modificadas com um delta referenciado no UniMod. Os dois deltas são independentes, portanto o total é simplesmente a sua soma.
A glutamina cicliza perdendo amoníaco, o que é uma perda de 17.026549 Da. O glutamato cicliza perdendo água, o que é uma perda de 18.010565 Da. A diferença entre esses dois números é 0.984016 Da, que é a mesma diferença de massa que separa a amidação da desamidação, e não é uma coincidência: ambas são a diferença entre um oxigénio e uma amina.
As formulas
-
modified mass = base mass + N terminal delta + C terminal delta
- N terminal delta
- o desvio aplicado ao primeiro resíduo
- C terminal delta
- o desvio aplicado ao último resíduo
-
pyroGlu from Gln: -17.026549 | pyroGlu from Glu: -18.010565 | acetyl: +42.010565 | amidated: -0.984016
Todos os quatro monoisotópicos, todos do UniMod. Uma ponta livre em qualquer das extremidades dá zero.
Exemplo resolvido
Uma extremidade N pirroglutamilo com uma extremidade C amidada
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
- Extremidade N
- pyroGlu from Gln, -17.026549 Da
- Extremidade C
- amidated, -0.984016 Da
- Acrescentar o desvio da extremidade N
- Substituicao
- 390.35 - 17.026549
- Resultado
- 373.323451 Da
- Acrescentar o desvio da extremidade C
- Substituicao
- 373.323451 - 0.984016
- Resultado
- 372.339435 Da
O que isso mostra
As duas mudanças nas pontas tornam o peptídeo mais leve, e a pirroglutamila domina. Se uma especificação citar uma massa cerca de 18 Da abaixo do valor da sequência simples, uma extremidade N cíclica é uma explicação candidata forte a verificar primeiro.
Entendendo as entradas
- Massa base (Da)
- A massa não modificada. Tal como na calculadora de massa de modificação, seja consistente quanto a média contra monoisotópica, porque todos os deltas aqui são monoisotópicos.
- Modificacao N-terminal
- O estado do primeiro resíduo: livre, acetilado, ou ciclizado a partir de uma glutamina ou de um glutamato.
- Atencao: As duas opções de ciclização não são intermutáveis. Um início com Gln perde 17.026549 e um início com Glu perde 18.010565, e escolher a errada deixa um erro de 0.98 Da.
- Modificacao C-terminal
- O estado do último resíduo: livre ou amidado.
Entendendo os resultados
- Massa modificada
- A massa base com ambos os desvios terminais aplicados.
- Deslocamento de massa N-terminal
- O desvio aplicado só à extremidade N, para que o leitor veja qual das pontas causou uma grande mudança.
- Deslocamento de massa C-terminal
- O desvio aplicado só à extremidade C.
Unidades explicadas
- Pyroglutamate
- Uma forma ciclizada de uma glutamina ou de um glutamato terminal, formada pela perda de amoníaco ou de água respetivamente. Comum em peptídeos e muitas vezes não declarada numa especificação.
- Amidation
- Conversão de um grupo carboxilo terminal numa amida. Uma perda líquida de 0.984016 Da, portanto é quase neutra em massa.
Erros comuns
- Acrescentar estes deltas a um peso molecular médio. São valores monoisotópicos.
- Supor que um peptídeo não tem modificação nas duas pontas. Uma parte grande dos peptídeos de investigação está acetilada, amidada ou ciclizada numa das pontas, e a especificação é onde isso deve estar declarado.
- Ler uma diferença de massa de cerca de 18 Da como uma oxidação. A oxidação é +15.994915 e o pirroglutamilo a partir do glutamato é -18.010565, sinais opostos e magnitudes semelhantes.
Limitacoes importantes
- O primeiro resíduo tem de ser glutamina ou glutamato para as opções de ciclização terem sentido. A calculadora não verifica a sequência, porque não lhe é dada nenhuma.
- Não é coberta a modificação terminal para além da acetilação e da amidação.
- Calcula um balanço de massa e não uma verificação química.
Perguntas frequentes
What does the terminal modification mass calculator compute?
It applies independent N-terminal and C-terminal mass modifications to a base peptide mass and reports the modified mass along with each terminal's individual delta.
Which N-terminal modifications does the terminal modification calculator support?
Free (no modification, delta 0), acetylation (+42.010565 Da), pyroglutamate formation from an N-terminal glutamine (-17.026549 Da, loss of NH3), and pyroglutamate formation from an N-terminal glutamate (-18.010565 Da, loss of H2O).
Which C-terminal modifications does the terminal modification calculator support?
Free (delta 0) or amidation (-0.984016 Da).
Where do the terminal modification calculator’s mass delta values come from?
The UniMod database (unimod.org): Acetyl (UniMod:1), Gln->pyro-Glu (UniMod:28), Glu->pyro-Glu (UniMod:27), and Amidated (UniMod:2).
How do I use the terminal modification mass calculator?
Enter the base mass, then choose the N-terminal state and the C-terminal state independently from their dropdowns. The calculator sums both deltas onto the base mass.
Why is pyroglutamate formation listed separately for glutamine and glutamate on this calculator?
The two cyclization reactions lose different small molecules (ammonia from glutamine, water from glutamate), so they carry different mass deltas even though both produce a pyroglutamate N-terminus.
Can I combine a terminal modification with a mid-chain modification like phosphorylation?
Not in a single calculator run. Apply the terminal modification here, then feed the resulting mass into the modification mass calculator as the new base mass to layer on a mid-chain modification.
Is the terminal modification mass calculator free to use?
Yes, it runs entirely client side in your browser.
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