Calcolo della carica netta delle proteine in base al pH

Inserisca le quantità di lisina, arginina, istidina, aspartato, glutammato, cisteina e tirosina, quindi consideri le estremità libere. Sono disponibili valori di pKa standard, tutti modificabili in base al modello sperimentale adottato. Il risultato riporta la carica positiva, negativa e netta insieme al dettaglio di ogni gruppo, così Lei può verificare il calcolo anziché ricevere un singolo numero privo di spiegazione.

Dalla composizione del peptide alla carica stimata

Un peptide non mantiene una sola carica fissa in ogni condizione. I gruppi basici possono accettare protoni e fornire una carica positiva, mentre quelli acidi possono perderli e fornire una carica negativa. L’equilibrio cambia continuamente al variare del pH. Per usare il calcolatore, conti le catene laterali ionizzabili: lisina, arginina e istidina tra quelle basiche; aspartato, glutammato, cisteina e tirosina tra quelle acide. Indichi poi quante estremità N e C libere sono presenti. Un peptide lineare convenzionale ne possiede normalmente una per tipo, perciò entrambi i campi hanno come valore predefinito uno. Imposti zero se un’estremità è bloccata chimicamente, amidata, acetilata, unita in un peptide ciclico o comunque non disponibile per la normale ionizzazione. Il calcolatore applica il pH scelto a ogni gruppo e somma le cariche frazionarie. Fornisce quindi una stima continua, per esempio 1.42, invece di considerare ogni gruppo completamente carico oppure neutro. Questo risultato frazionario è utile soprattutto per confrontare condizioni vicine a un pKa.

Come vengono applicate le frazioni di Henderson–Hasselbalch

Per ciascun gruppo basico, il calcolo usa la frazione protonata: 1 diviso 1 più 10 elevato a pH meno pKa. La frazione viene moltiplicata per il numero di gruppi e produce il contributo positivo. Per ogni gruppo acido si usa la frazione deprotonata: 1 diviso 1 più 10 elevato a pKa meno pH; il valore viene moltiplicato per la quantità e assume segno negativo. La somma di tutti i contributi positivi e negativi costituisce la carica netta stimata. La risposta dettagliata mostra quantità, pKa, frazione ionizzata e contributo di carica per ogni gruppo supportato, compresi quelli con quantità zero. I valori di pKa predefiniti offrono una stima generale pratica, ma non sono costanti fisiche universali. Il contesto della sequenza, l’esposizione al solvente, la forza ionica, la temperatura, le cariche vicine e il metodo sperimentale possono modificare il pKa effettivo. Se Lei dispone di valori misurati o specifici per un modello, può inserirli direttamente. Rendere esplicite le ipotesi permette confronti riproducibili ed evita di scambiare un valore predefinito per una proprietà determinata sperimentalmente.

Interpretazione della stima e limiti del modello

La carica netta esprime il segno e l’entità approssimativa della carica molecolare secondo le ipotesi indicate. Un risultato positivo significa che i gruppi basici protonati prevalgono sui gruppi acidi deprotonati; un risultato negativo indica la prevalenza dei contributi acidi. Un valore prossimo a zero suggerisce una neutralità elettrica approssimativa a quel pH, ma questo calcolatore non determina il punto isoelettrico e non esegue una ricerca su più valori di pH. Inoltre non ricava le quantità da una sequenza amminoacidica, non modella l’accoppiamento conformazionale, non include automaticamente cofattori o modifiche post-traduzionali e non prevede mobilità elettroforetica o solubilità. Inserisca soltanto i gruppi rappresentati nei campi disponibili e adatti quantità delle estremità e pKa alla forma chimica. Il calcolo è adatto a verifiche rapide di progettazione, didattica, confronto tra tamponi e screening riproducibile di composizioni note. Per proteine ripiegate, microambienti insoliti o decisioni che richiedono un comportamento sperimentale preciso, consideri il risultato una stima e lo confronti con un modello di pKa sensibile alla struttura o con misure di laboratorio. L’automazione tramite API costa $0.002 per richiesta; lo stesso calcolo deterministico è disponibile nel browser.