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Peptide Calculator

芳香性计算器

给出按侧链类型归为芳香族(苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸)的残基所占百分比。教育参考,不构成医疗建议。

序列分析

计算器输入项

仅限单字母氨基酸代码 (A-Y)。空格和换行会被忽略。

这是一个数学与实验室参考工具。它不进行诊断、治疗或剂量推荐,也不构成医疗建议。

芳香残基比例计算器给出一条链中由三种芳香残基,也就是苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸,所占的百分比。

芳香残基之所以重要,出于两个互不相干的原因。它们在 280 纳米处强烈吸收,正是这一点让基于紫外线的浓度测量成为可能;同时它们也参与结合与折叠过程中的芳香相互作用。

对多肽来说,芳香残基的数目往往很少,而这恰恰是 280 纳米处的消光系数可能非常小、相应的紫外测量也不那么可靠的原因。

数的是三个字母,与它们吸收多少无关

整个计算就是把三个字母数一遍再除以链长,这一点值得直说,因为一个保留两位小数的百分比看起来比它实际提供的信息更多。苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸被计数,其余残基全部忽略,计数除以残基数再乘以一百。这里不加任何权重,所以一个色氨酸和一个苯丙氨酸在这个百分比里各自只占一个位置,尽管它们在分光光度计里的表现相差远不止于此。

因为分母是链长,同一次替换在每一条不同的链上都会产生看起来不同的数字。一个残基出现或消失,会让一条四残基肽变动二十五个百分点,而让一条四十残基肽变动两个半。这不是方法的怪癖,这就是除以一个长度所意味着的东西。两条等长链无论组成如何,总会显示同样的增量,这一点在结果看起来令人惊讶时值得记住。所以一个百分比只能与另一个在同样长度上算出的百分比相比较。

作为除数的长度本身来自 肽长度计算器 ,而两个数字必须描述同一条链。写进序列里的末端帽基如果是一个字符,会被拒绝而不是被计入,所以这里的分母始终是残基数,绝不会是残基数加一。在一条两残基肽上,这个区别是整个答案的三分之一,而在相信一个百分比之前值得把这两个数字对一下,因为数错的链长会以任何对百分比本身所做的算术都无法显示的方式,产生一个错误的百分比。 氨基酸组成计算器 把计数和占比一起报出,这让两者很容易互相核对。

为什么这三种残基在 280 纳米处并不等价

把这三种残基合在一起数,就丢掉了紫外测量唯一真正用到的东西。在本站采用的系数表中,一个色氨酸贡献 5500,一个酪氨酸贡献 1490,而一个苯丙氨酸基本不贡献,因为它的环吸收位于远紫外而不是 280 纳米。因此一条芳香度为 75% 的链,可能强烈吸收,也可能几乎不吸收,而这个百分比无法告诉你属于哪一种。结构上的分类与光谱上的分类是两个不同的概念,两者之间的落差正是意外之处的来源。

取两条八残基链,都有一半是芳香残基。四个色氨酸给出系数 22000,因为 4 x 5500。四个酪氨酸给出 5960,因为 4 x 1490。两种情形下百分比都读作 50%,而系数相差约三点五倍,所以由这两个系数算出的浓度也相差同样的倍数,而原因仅仅是用了哪一种芳香残基。第三条带四个苯丙氨酸的链同样读作 50%,而它在那个波长上几乎不贡献任何东西,这就是同一论点的极端版本。三者都是芳香残基,只有其中一个在那个波长上吸收很多。

当这个计数要送进一次测量而不是仅仅用来描述时,直接用 消光系数计算器 ,不要去把一个百分比换算成系数。它套用逐残基的权重和二硫键项,给出那个可以和吸光度、光程一起使用的数字。把占比还原成系数还得先把链长找回来,那只是多带一个数字而没有任何好处。 比尔-朗伯定律指南 讲的是这个系数如何使用,以及这套算术在什么地方不再成立。

一个残基百分比看不见的东西

百分比对位置是盲的,而芳香残基通常有意思的地方恰恰是位置。处在六个残基连续片段之内的三个芳香侧链,与散落在四十个位置上的同样三个,行为并不相同,因为连续的情形让这些环可以彼此堆叠,也与邻近残基堆叠。两种情形的计数完全一样,所以这个数字里没有任何东西能把它们分开。对任何长度都重要的线性肽来说尤其如此,因为没有折叠把残基聚到一起,也没有折叠把它们隔开,只有序列本身决定你处在哪一种情形。

它同样看不见那些侧链是否根本暴露在光可及之处。在一个折叠结构里,埋在核心中的芳香残基对吸光度读数的贡献远低于它的计数所暗示的。短线性肽没有折叠,所以这个问题通常不存在,但聚集起到的是同样的作用,因为结成团的样品会散射光,在残基数不变的情况下读数偏高。还要注意这些残基同时属于疏水类,这就是这个百分比与 疏水残基比例 重叠而不是互补的原因。

为什么一次替换几乎不改变这个数字

一次单独替换带来的增量是一除以链长再乘以一百,在长链上小到可以被忽略。一条有三个色氨酸的三十残基链报告芳香度 10%。去掉一个色氨酸,它报告 6.67%,看上去像一次真的下降,直到你注意到这条链其实是同一个分子只改了一个位置。百分比减半了,分子并没有。同一套算术也可以朝相反方向运行,因为给一条长链加上一个色氨酸,就是在计数里加上一个残基,而给百分比带来的正是同样那个小增量。

这就是把这个数字读作质量信号时的实际陷阱,因为这个数字的大部分变化来自链长的变化,而不是化学的变化。从链的中间删掉一段,可以让芳香计数保持不变而百分比上升,理由仅仅是分母变小了。所以如果问题是紫外读数是否灵敏到可以相信,就直接去数色氨酸和酪氨酸;如果问题是芳香相互作用附近的行为,就把个位数当作噪声,并把它和 净电荷计算器 配对使用,后者报告的东西是芳香计数确实看不到的。

本计算器的工作原理

芳香类恰好由三个残基组成:苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸。数出它们,再除以链长。

注意这三个残基对 280 纳米消光系数的贡献并不相等。色氨酸占主导,酪氨酸每个残基大约贡献四分之一,而苯丙氨酸基本不贡献。

公式

  • aromatic % = (count of F + count of W + count of Y) / length x 100

    这些残基同时也计入疏水比例,所以两个百分比是重叠的。

完整算例

GWWY 的芳香比例

仅为算例。所选数字是为了便于核对运算过程,并不代表剂量、方案或任何建议。

已知

序列
GWWY
出现的芳香残基
W, W, Y
  1. 数出芳香残基
    代入
    W + W + Y
    结果
    3 of 4
  2. 除以链长
    代入
    3 / 4 x 100
    结果
    75%

这说明了什么

这是一条芳香程度异常高的肽,而消光系数计算器也证实,它的 280 纳米消光系数相应地很大,为 12490。正是这个芳香计数,让紫外测量在它身上根本用得起来。

理解各项输入

氨基酸序列
以单字母代码表示的链。

理解各项输出

百分比
苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸所占的份额,以链长的百分比表示。

单位说明

Aromatic
苯丙氨酸、色氨酸或酪氨酸。这是一个结构分类,与该残基是极性还是带电无关。
280 nm
芳香侧链发生吸收的波长,也是蛋白质消光系数的标准波长。

常见错误

  • 假定芳香百分比高就意味着基于紫外线的浓度测量可靠。它确实有帮助,但一个散射或浑浊的样品仍会毁掉读数。
  • 把芳香百分比与疏水百分比相加。这里的芳香残基是疏水类的一个子集。

重要局限

  • 组氨酸在化学意义上是芳香的,但这里不计入,因为消光系数方法只把苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸视为 280 纳米的吸收体。
  • 本页不说明那些芳香残基是暴露的还是埋藏的,而这正是决定紫外测量能否看到它们的因素。

常见问题

What does the aromaticity calculator compute?

It reports what percentage of residues in a sequence are aromatic: phenylalanine, tryptophan or tyrosine.

How do I use the aromaticity calculator?

Enter a peptide sequence. The calculator returns the aromatic percent alongside the sequence length.

Why are only Phe, Trp and Tyr counted as aromatic on this calculator?

These three standard amino acids have an aromatic ring side chain; they are also the residues responsible for a peptide's UV absorbance at 280 nm, which is why the same three appear in the extinction coefficient calculator.

How does the aromaticity calculator relate to the extinction coefficient calculator?

Extinction coefficient counts specifically tryptophan and tyrosine, not phenylalanine, whose contribution at 280 nm is negligible, and multiplies each by its own molar absorptivity; this calculator simply reports what fraction of the sequence all three aromatic residues make up.

What units does the aromaticity calculator use?

A percentage of total residue count, from 0 to 100.

Is aromaticity the same as the hydrophobic fraction?

Aromatic residues are counted as part of the hydrophobic fraction, but the hydrophobic fraction also includes nonpolar, non aromatic residues, so aromaticity is a narrower subset.

Does a zero aromatic percent mean I cannot measure this peptide by UV absorbance?

If a sequence has no tryptophan or tyrosine, its 280 nm extinction coefficient, cystine bonds aside, would be essentially zero, meaning standard UV280 quantification would not work; you would need an alternative quantification method such as a colorimetric assay.

Is the aromaticity calculator free?

Yes. The aromatic fraction calculator runs entirely client side.