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Peptide Calculator

极性残基比例计算器

给出按侧链类型归为极性的残基所占百分比。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。

极性残基比例计算器报出链中由带不带电的极性侧链残基构成的百分比:天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸,以及芳香族的酪氨酸。

极性残基是在生理 pH 下不带电荷却能与水形成氢键的那些残基。在没有电荷的情况下,正是它们让一条多肽保持溶解,这对必须穿过膜或结合中性表面的多肽很重要。

它是计数,不是加权平均,所以它补充 GRAVY 分数而不是重复它。

为什么这一类被定义成不带电的极性

这个标签在这里精确地指一件事:有氢键能力、并且在中性 pH 附近不带形式电荷的侧链。天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸和酪氨酸都按这个标准合格,而它们每一个都能与水形成氢键且不必用电荷来付出代价。不带电这几个字在定义里是真正起作用的,因为它正是把这一类与 带电残基比例 分开的条件。两者合起来描述的是那些出于静电之外的原因与水相互作用的肽侧链。

这是一条定义而不是一次测量,所以当计数为零时这一点很重要。这里的零表示不存在不带电的极性侧链,它并不表示这条多肽没有极性化学,因为无论侧链在做什么,主链在每一个肽键上都带着氢键基团。这两句话之间的距离,就是读一份侧链清单与读一个分子之间的距离。

这个计数漏掉了哪些氢键

被漏掉的是主链,而对一条短肽来说主链是画面的绝大部分。每一个肽键都贡献一个带氢键供体的酰胺和一个带受体的羰基,两端再加上一个游离氨基和一个游离羧基。这一切都随长度一起增长,而这个计数不随。一条八残基的肽有七个肽键,因此有七对主链供体和受体,而不带电的极性侧链完全可能一个都没有。

这些都不使计数变成错的,对于它所测量的东西也没有更好的单一数字。但它确实意味着这个百分比不能被读成整个分子有多极性的度量。它可以被读成的是侧链贡献了多少极性化学,而对一条必须穿过膜或停留在表面上的多肽来说,这往往正是有人关心的量。以位置而不是以质量来计数是它正确的形式,而质量版本会来自 平均分子量计算器 。

这套分类把组氨酸放在哪里,以及为什么

组氨酸不属于这一类。它被计为碱性,因为它能接受一个质子,而这个选择是一种约定而不是化学上的必要。咪唑侧链以中性形式也能很好地形成氢键,确实是极性的,而在它自己的 pKa 附近有相当一部分残基正处在那个状态。这套分类把组氨酸放在线的带电一侧,然后当它已被质子化那样来计数,所以在 pH 高于它基本已经交出质子的那个点时,这会高估它的贡献。

同样的约定也把组氨酸从 疏水比例 里排除出去,因为各类别按设计是互斥的。当四个类别的百分比没有按你预期的方式加起来时,这一点值得知道;这也是为什么 芳香性计算器 也排除它,尽管咪唑环在化学意义上是芳香的。如果问题需要的是质子化状态而不是标签, 净电荷计算器 会按你给它的任何 pH 把它算出来。

怎么读零,怎么读一百

两个极端都有信息量,而两者都不是警告。零表示这个计数内每一份极性贡献都来自主链或来自形式电荷,对于一条围绕一段酸性片段构建的多肽来说,这是真实而常见的情形。一百表示每一条侧链都是不带电的极性,既没有疏水残基也完全没有带形式电荷的残基,而对任何必须待在水中或结合伙伴的东西来说,这相应地很不寻常。这两个数字都不是这条序列被设计出来要具备的性质,也都不含有关于这条多肽是否可用的推论。

这个计数同样没有说这些侧链彼此如何取向,而取向恰恰决定它们之间的氢键究竟能不能形成。两条极性比例完全相同的多肽,在折叠之后或结合伙伴之后,可以呈现完全不同的氢键几何,计数对此和它对埋藏一样是盲的。有用的读法是比较性的、粗糙的。在其他条件相同的情况下,极性比例更高的链比更低的链有更多的侧链氢键能力,这是一种真实的差别,尽管这个数字不带单位,也不描述强度或几何。若想要的是大小而不是排序,那么对表中数值取平均才是提供它的形式,而 GRAVY 疏水性计算器 就是算这个的页面。

本计算器的工作原理

用的是同一套标准分类。极性类别是:天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸和酪氨酸。凡是不属于极性、带电或芳香族的,都落入疏水类别。

数出极性残基,再除以长度。这个百分比是按残基算的,不是按质量算的,所以一个大的残基和一个小的残基算一样多。

公式

  • polar % = (count of polar residues) / length x 100

    酪氨酸在这里被计为极性,同时也是芳香族,同时也是疏水,这是有意为之。

完整算例

AGDE 的极性比例

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
AGDE
存在的极性残基
none
  1. 数出极性残基:A 和 G 是非极性的,D 和 E 是酸性的
    代入
    none present = 0
    结果
    0 of 4
  2. 除以长度
    代入
    0 / 4 x 100
    结果
    0%

这说明了什么

对一条可溶的多肽来说,0% 的极性比例是一个惹眼的结果,它也解释了它的溶解性从哪里来。AGDE 可溶是因为它带电,而不是因为它极性。一条极性比例和带电比例都低的多肽,在水中就会真的处境艰难。

理解各项输入

氨基酸序列
这条链,用单字母代码写成。

理解各项输出

百分比
带不带电的极性侧链残基所占的份额,以长度的百分比给出。

单位说明

Polar uncharged
“Polar uncharged” 指能与水形成氢键、但在 pH 7 下不带形式电荷的侧链。

常见错误

  • 期待极性加带电加疏水加芳香族等于一百。酪氨酸同时属于这四张清单,所以类别是重叠的,总和没有意义。
  • 把极性比例为零当成计算错误。有些序列确实没有不带电的极性侧链。

重要局限

  • 只数残基。主链酰胺的氢键能力完全没有被计入,而在短肽里它往往是占主导的氢键。
  • 组氨酸被归为带电而不是极性,这是一种约定。在它的 pKa 附近,更好的描述是它一部分质子化、一部分呈中性。

常见问题

What does the polar residue fraction calculator compute?

It reports what percentage of residues in a sequence have a polar but uncharged side chain, such as Ser, Thr, Asn and Gln, following this site's reference table.

How do I use the polar residue fraction calculator?

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

How does polar differ from charged in the polar residue fraction calculator’s classification?

Polar side chains can hydrogen bond with water but carry no net charge at neutral pH; charged side chains, Asp, Glu, Lys, Arg, His, carry a formal positive or negative charge and are reported separately by the charged residue fraction calculator.

Do the hydrophobic, polar and charged fraction calculators add to 100 percent?

The nonpolar/aromatic (hydrophobic), polar, and acidic/basic (charged) classes are mutually exclusive categories drawn from the same underlying side chain classification, so summing hydrophobic, polar and charged percentages for a sequence should account for the full 100 percent.

What does a high polar fraction suggest?

Sequences rich in polar, uncharged residues tend to be more water soluble than hydrophobic-rich ones, without necessarily carrying the strong charge that drives pH dependent solubility swings.

What units does the polar residue fraction calculator use?

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

What if my sequence is entirely polar residues?

The polar residue fraction calculator would report a polar percent of 100, with zero for the other classes; there is no restriction on composition beyond valid amino acid codes.

Is the polar residue fraction calculator free to use?

Yes. The polar fraction calculator runs entirely client side.