跳到主要内容
Peptide Calculator

修饰质量计算器

将所选修饰(乙酰化、酰胺化、磷酸化、氧化或脱酰胺)对应的 UniMod 单同位素质量差值加到基础质量上。教育参考,不构成医疗或剂量建议。

分子与质量

计算器输入项

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。

很多多肽并不只是一条标准残基的裸链。它们带有乙酰基、磷酸基、酰胺化的末端、氧化的蛋氨酸、脱酰胺的残基。修饰质量计算器接受一个基数质量,加上一个具名修饰的、带出处的质量偏移,并且可以选择把它作用在一个以上的位点上。

这里每一个偏移都是取自 UniMod 数据库的单同位素质量增量,并且连同它的登录号一起给出,所以这个数字可以追溯到一份原始文献,而不是追溯到某个人一次性敲出来的一张表。

它是用来核对一份报出修饰后质量的规格的工具,也是用来算清一项声明的修饰对质量做了什么的工具。

这里的每一个修饰都是一个原子收支

本页每一个质量偏移都用同一种方式推导:把该反应增加或去除的原子写下来,增量随之而来。乙酰化是在原本一个氢的位置放上一个两碳的乙酰基,也就是加上两个碳、两个氢和一个氧,在单同位素约定下给出 42.010565 Da。酰胺化是用一个胺取代末端的羟基,去掉一个氧和一个氢,同时加上一个氮和两个氢,净损失 0.984016 Da。氧化就是加上一个氧而别的什么都不加,所以它的增量恰好是一个氧原子的质量。同一份收支连同出处一起写在 分子量与多肽计算指南 里。

剩下两个是同一类取代,方向相反。磷酸化加上一个磷酸基,作为单同位素地加上一个氢、一个磷和三个氧,是 79.966331 Da。脱酰胺用一个羟基取代一个酰胺,把天冬酰胺或谷氨酰胺的侧链变成相应的酸,即加上一个氧而同时去掉一个氮和两个氢,得到 0.984016 Da。那恰好是酰胺化增量的相反数,而这一对搭配是一个有用的提醒:一个接近质量中性的取代,既可能把质量略微推高,也可能把它略微压低。

把增量这样算出来而不是查表,是其中可以推广的那一部分。本页的目录只有五条,而 UniMod 有几百条,所以这五条以外的任何一项都必须用同样的方式推导,而原子收支是唯一不需要查表就管用的方法。一个看不出属于这五条中哪一条的偏移,把反应物和产物完整写出来同样能得到。它也是 分子式计算器 成为一个有用搭档的原因:同一个增量表示成分子式之差,可以确认究竟应该是哪些原子在动。

一个增量怎样传播成总质量

这次传播是一次乘法,这就是本页存在一个位点数字段的原因。一处乙酰化是 42.010565 Da,两处就是 84.02113,所以一条在不止一个位点带上同一修饰的多肽,等于基数质量加上那个乘积。只有当每个位点带的东西都相同时这次乘法才正确,而这一点值得直说,因为一条既有一处乙酰化又有一处磷酸化的多肽并不是同一修饰的两个位点,也无法用「一个增量加一个位数」表达。这也是为什么所套用的偏移会与结果一并报出,让这部分化学的大小保持可见,而不是埋在一个总数里。

偏移相对基数的大小,比它乍看起来更要紧。四十二道尔顿是一条 373 Da 链的 11.3 percent,而不到一条 2300 Da 链的 2 percent,所以同一处化学在一条短肽上造成的扰动远大于在一条长肽上,而一个用百分比表示的容差在两种情形下因此意味着不同的东西。同样容差下,短链上报告为相符的证据比长链上更弱,这也是当一个修饰后质量要与一个测得值比较时优先采用绝对容差的一个好理由。 摩尔质量交叉核对计算器 同时报出绝对差距和相对差距,正是为此。

增量是单同位素的,而基数必须与之相配

这里引用的每一个数值都取自 UniMod 并附上登录号,而 UniMod 用的是单同位素质量。对于对着谱图去认定一处修饰来说,这是正确的约定,而与平均质量混用则是错误的约定。由平均原子量算出的乙酰化平均质量增量约为 42.037 而不是 42.010565,所以把单同位素数值加到一个平均基数上,会让总数比化学实际所在的位置高出约 0.03 Da。这个量很小,但已经大于任一个计算器所显示的四位小数。

这个担心有一个有教益的例外。酰胺化在两种约定下看起来都安全,因为它用一个氮换掉一个氧,而这两种元素的质量几乎相同,所以净额在任一种约定下都不到一个道尔顿。这个规律是通用的:一个修饰越接近质量中性,约定就越无关紧要,而它移动质量越多,约定就越要紧。当需要一个直到最后一位都自洽的数字时,从 单同位素质量计算器 取基数,而不是从 平均分子量计算器 取,并且在每一次偏移上都留在那个约定里。

把偏移反着算

运行这场计算最有用的方式是反着来,而本页虽未明说却支持这样做。当一份规格报出一个修饰后质量,而未修饰的质量可以从序列得知时,把前者减去后者,就得到规格所蕴含的那个增量。五个丙氨酸残基的平均质量是 373.4093,一份报出 415.42 的规格蕴含着一个 42.0107 的偏移,在所报数值的取整范围内那就是一处乙酰化。然后把乙酰化正着算一遍再比较,这一次认定就得到确认,而 质量差计算器 可以直接做这次比较。

这一切诚实的界限是范围。本页的目录是五种修饰,而 UniMod 数据库里有几百种,所以清单之外的任何一项都必须到 UniMod 去查、再手工套用,而本页不会给出那个答案。它也不核对化学:序列里是否有一个可以带乙酰基的赖氨酸,或者一个可以被磷酸化的酪氨酸,这是关于分子的另一个问题;而把一个偏移套到一个根本没有位点可用的基数上,是毫无意义的算术。链的两个末端是分开处理的, 末端修饰计算器 把乙酰化、酰胺化和两条环化路径当作彼此独立的状态。

本计算器的工作原理

一处化学修饰就是一份原子收支。乙酰化在一个氢的位置放上一个两碳的乙酰基,所以质量上升 42.010565 Da。酰胺化是用一个胺取代末端的羟基,净损失 0.984016 Da。

一个负的增量不是错误。酰胺化与脱酰胺都是接近中性的取代,它们的质量效应分别略低于零和略高于零,把这个正负号搞对,正是引用登录号而不是四舍五入的意义所在。

当一个以上的位点被修饰时,各个偏移相加。计算器把单个增量乘以位数,而这只在每个位点带的是同一处修饰时才正确。

公式

  • modified mass = base mass + (delta x count)

    delta
    所选修饰的单同位素质量偏移
    count
    带有该修饰的位点数量

完整算例

给一条 390.35 Da 的多肽加上两个乙酰基

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

基数质量
390.35 Da
修饰
Acetylation, UniMod:1, +42.010565 Da
位点数量
2
  1. 用位数乘增量
    代入
    42.010565 x 2
    结果
    84.02113 Da
  2. 加到基数质量上
    代入
    390.35 + 84.02113
    结果
    474.37113 Da

这说明了什么

乙酰化是最常见的末端修饰之一,而 42 Da 加到一条多肽上是一个很大的偏移。一条二十一残基的多肽大约是 2300 Da,所以一处乙酰化把它移动不到 2 percent,这通常还在供应商所报的容差之内,但它并不是零。

理解各项输入

基础质量 (Da)
作为起点的未修饰质量:如果你要一个真实质量,通常是序列计算器给出的平均分子量;如果你是与谱图比较,则是单同位素质量。
注意: 动手之前先决定自己处在哪一种约定里。把单同位素增量加到平均质量上,或者反过来,会把两种约定混在一起,产生一个两边都不匹配的数字。
修饰
要套用哪一种修饰。可用的五种是乙酰化、酰胺化、磷酸化、氧化和脱酰胺。
位点数量
这一修饰出现了多少次。
注意: 大于一的位数意味着每个位点都是同一处修饰。一条既有一处乙酰化又有一处磷酸化的多肽并不是同一种修饰的两处,而计算器无法表达这一点。

理解各项输出

修饰后质量
套用偏移之后的基数质量。
施加的质量偏移
实际套用的总偏移,也就是单个增量乘以位数。单独显示,好让一个很大的偏移保持可见,而不是埋进结果里。

单位说明

Monoisotopic delta
单同位素增量。由丰度最高的同位素算出的质量变化,这正是 UniMod 使用的约定。把它加到单同位素质量上,而不是加到平均分子量上。
UniMod
UniMod。蛋白质与多肽修饰的参考数据库,用作本页每一个增量的原始出处。

常见错误

  • 把一个单同位素增量加到平均分子量上。本页每一个增量都是单同位素的。想要一个自洽的数字,就把单同位素质量计算器作为你的基数。
  • 以为这个位数表示不同的修饰类型。它表示同一处修饰重复出现。
  • 指望计算器算出哪些位点能带上这个修饰。它执行的是算术,不是化学。一个赖氨酸能否被乙酰化是另一个问题。

重要局限

  • 覆盖五种修饰。UniMod 数据库里有几百种,其他任何一种都必须手工套用。
  • 不核对序列里是否真的存在一个能带上所选修饰的位点。
  • 一个质量偏移对这一修饰在生物学上是否真实存在什么都不说明。它是一份分子式收支。

常见问题

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.