Калькулятор изоэлектрической точки белка
Вставьте последовательность белка в однобуквенном коде. Калькулятор посчитает ионогенные группы — два конца цепи и боковые цепи Lys, Arg, His, Asp, Glu, Cys и Tyr — и найдет pH, при котором их заряды взаимно компенсируются. Также он покажет суммарный заряд при введенном pH, по умолчанию 7.
Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.
Как пользоваться
- Вставьте последовательность белка или пептида в однобуквенном коде.
- При желании измените pH для расчета заряда.
- Смотрите pI, суммарный заряд и число заряженных остатков.
Как это считается
Суммарный заряд при данном pH:
Z = Σ (основные) 1 ÷ (1 + 10^(pH − pKa)) − Σ (кислые) 1 ÷ (1 + 10^(pKa − pH))
- Основные: N-конец, Lys, Arg, His
- Кислые: C-конец, Asp, Glu, Cys, Tyr
pI — это pH, при котором Z = 0; он находится делением отрезка пополам между pH 0 и 14 с точностью много лучше 0,01.
Пример расчета
Один глицин: (8,6 + 3,6) ÷ 2 = 6,1. Лизин добавляет основную боковую цепь и поднимает pI до 9,7, аспартат — кислую и опускает до 3,75.
Последовательность по умолчанию, B-цепь инсулина человека, содержит 1 Lys, 1 Arg и 2 His против 2 Glu, 2 Cys и 2 Tyr: pI 7,42, заряд при pH 7 — +0,4.
Советы
- Выбор буфера. Для ионообменной хроматографии буфер примерно на единицу выше pI делает белок отрицательным (анионообменник), на единицу ниже — положительным (катионообменник).
- Растворимость. Около pI белки склонны агрегировать; храните растворы при pH подальше от нее.
- Только свободные цистеины. Цистеины в дисульфидах не ионизируются; калькулятор учитывает каждый Cys, поэтому у белка с множеством дисульфидов реальная pI может быть чуть выше.
Частые вопросы
Что такое изоэлектрическая точка?
Значение pH, при котором молекула не несет суммарного заряда. Ниже pI белок заряжен положительно, выше — отрицательно; в изоэлектрической точке он не движется в электрическом поле и часто хуже всего растворим.
Как рассчитывается pI?
Каждой ионогенной группе приписывается pKa. По уравнению Гендерсона — Хассельбаха основная группа несет заряд +1 ÷ (1 + 10^(pH − pKa)), кислая — −1 ÷ (1 + 10^(pKa − pH)). Суммарный заряд монотонно падает с ростом pH, и калькулятор ищет pH, где он равен нулю.
Какие значения pKa используются?
Набор программы EMBOSS iep: N-конец 8,6, C-конец 3,6, Lys 10,8, Arg 12,5, His 6,5, Asp 3,9, Glu 4,1, Cys 8,5 и Tyr 10,1. Другие программы берут другие наборы (ExPASy — значения Бьелквиста, зависящие от положения), поэтому результаты могут расходиться на несколько десятых единицы pH.
Насколько точна теоретическая pI?
Это оценка. В свернутом белке соседние группы сдвигают pKa друг друга, а модификации вроде фосфорилирования добавляют заряды. Используйте результат как ориентир и измеряйте pI (изоэлектрофокусированием), если точное значение важно.
Почему для глицина получается 6,1?
У отдельного глицина только два конца. Их заряды точно компенсируются посередине между двумя pKa: (8,6 + 3,6) ÷ 2 = 6,1. В учебниках для глицина приводят 5,97, потому что там берутся его собственные измеренные pKa — 2,34 и 9,60.