Dari Urutan ke Struktur: SMILES, Rumus, dan Massa Peptida dan DNA, dengan Alat Gratis

Istilah kunci, masing-masing satu baris

Dari urutan peptida ke struktur

Setiap ikatan peptida melepas satu air. Jadi rumus peptida linear adalah jumlah rumus residunya ditambah satu H₂O untuk kedua ujung bebasnya.

Contoh hitungan, GGG: glisin adalah C₂H₅NO₂. Tiga glisin memberi C₆H₁₅N₃O₆. Dua ikatan peptida menghilangkan 2 H₂O. Hasil: C₆H₁₁N₃O₄, 189,0750 Da monoisotopik.

Urutan itu penting. Asp-Phe (DF) memiliki NH₂ bebas pada asam aspartat, sedangkan Phe-Asp (FD) memilikinya pada fenilalanina. Keduanya molekul berbeda dengan rumus yang sama.

Setiap karbon alfa adalah L. Menurut aturan CIP, itu berarti S untuk semua residu standar kecuali sisteina, yang R karena belerang berprioritas lebih tinggi daripada gugus karboksil. Glisin tidak memiliki pusat stereo. Isoleusina (2S,3S) dan treonina (2S,3R).

Gugus ujung mengubah rumus:

• Asetil ujung N: + C₂H₂O, +42,0106 Da.
• Amida ujung C: −OH menjadi −NH₂, −0,9840 Da.
• Siklik kepala-ke-ekor: satu ikatan peptida tambahan, −H₂O, −18,0106 Da.
• Ikatan disulfida: −2 H per ikatan S–S, −2,0157 Da.

pI, muatan, dan koefisien ekstingsi

Muatan bersih peptida adalah jumlah dari semua gugus terionkan. Gugus basa menambah +1 / (1 + 10^{pH − pKa}). Gugus asam menambah −1 / (1 + 10^{pKa − pH}). Titik isoelektrik (pI) adalah pH saat muatan bersih nol.

Alat ini memakai set pKa EMBOSS: ujung N 8,6, ujung C 3,6, Asp 3,9, Glu 4,1, His 6,5, Cys 8,5, Tyr 10,1, Lys 10,8, Arg 12,5. Untuk GGG, satu-satunya gugus adalah kedua ujungnya, jadi pI = (3,6 + 8,6) / 2 = 6,10.

Koefisien ekstingsi molar pada 280 nm berasal dari Trp, Tyr, dan sistina: ε₂₈₀ = 5500 × n(Trp) + 1490 × n(Tyr) + 125 × n(sistina) M⁻¹ cm⁻¹ (Pace dkk., 1995). Peptida tanpa Trp, Tyr, atau Cys tidak menyerap pada 280 nm.

Dari urutan DNA atau RNA ke struktur

Setiap nukleotida memiliki basa pada karbon 1′ gula: adenina dan guanina melalui N9, sitosina, timina, dan urasil melalui N1. Semua gula adalah β-D. Fosfat menyambungkan oksigen-3′ satu nukleotida ke oksigen-5′ nukleotida berikutnya, sehingga setiap untai memiliki ujung 5′ dan ujung 3′.

Contoh hitungan, 5′-ATGC-3′: keempat deoksinukleosida adalah dA C₁₀H₁₃N₅O₃, dT C₁₀H₁₄N₂O₅, dG C₁₀H₁₃N₅O₄, dan dC C₉H₁₃N₃O₄, bersama-sama C₃₉H₅₃N₁₅O₁₆. Setiap dari 3 ikatan fosfodiester menambah H₃PO₄ dan menghilangkan 2 H₂O, bersihnya PO₂ dikurangi satu H. Hasil: C₃₉H₅₀N₁₅O₂₂P₃, 1173,82 g/mol. Fosfat-5′ menambah HPO₃ (+79,9663 Da).

RNA memiliki 2′-OH pada setiap ribosa, satu oksigen lebih banyak per nukleotida, dan U sebagai pengganti T.

• Kadar GC: (G + C) / N × 100 %.
• Komplemen: A berpasangan dengan T (U pada RNA), G dengan C, dibaca 3′ ke 5′.
• Komplemen balik: komplemen yang ditulis 5′ ke 3′.
• T_m, aturan Wallace (di bawah 14 nt): 2 × (A + T) + 4 × (G + C) °C.
• T_m, rumus GC dasar (14 nt atau lebih): 64,9 + 41 × (G + C − 16,4) / N °C.

Cara menggunakan alat urutan ke struktur MolDraw

1. Buka halaman urutan peptida dan DNA ke struktur dan pilih Peptida atau DNA atau RNA.
2. Ketik atau tempel urutannya. Spasi, angka, tanda hubung, dan baris header FASTA diabaikan. Format masukan mendeteksi kode satu atau tiga huruf dengan sendirinya.
3. Untuk peptida, centang Asetil ujung N (Ac-), Amida ujung C (-NH₂), Siklik kepala-ke-ekor, atau Ikatan disulfida (Cys 1–2, 3–4…) sesuai kebutuhan. Untuk DNA atau RNA, centang 5′-phosphate jika ujung 5′ terfosforilasi.
4. Tekan Bangun struktur. Hasil diperbarui saat Anda mengetik.
5. Gunakan Salin SMILES, Unduh MOL, Unduh SDF, atau Buka di editor MolDraw. Hingga 30 residu atau nukleotida akan digambar. Urutan yang lebih panjang, hingga 2000, tetap memberi rumus, massa, dan SMILES.

Contoh soal

Contoh 1: angiotensin II untuk spektrometri massa

DRVYIHPF memberi C₅₀H₇₁N₁₃O₁₂. Massa monoisotopik 1045,5345 Da, [M+H]⁺ 1046,5418, [M+2H]²⁺ 523,7745. pI 7,54, muatan +0,22 pada pH 7. Satu Tyr memberi ε₂₈₀ = 1490 M⁻¹ cm⁻¹.

Contoh 2: oksitosin dengan disulfida dan amida

Ketik CYIQNPCLG dan centang Amida ujung C dan Ikatan disulfida. Cys1 dan Cys6 tersambung, menutup cincin beranggota 20. Hasil: C₄₃H₆₆N₁₂O₁₂S₂, 1007,19 g/mol, monoisotopik 1006,4365 Da.

Contoh 3: primer sekuensing M13 forward

5′-GTAAAACGACGGCCAGT-3′ memiliki 17 nt dengan 9 G atau C, jadi GC = 52,9 %. Dengan 14 nt atau lebih, rumus GC dasar berlaku: T_m = 64,9 + 41 × (9 − 16,4) / 17 = 47,1 °C. Komplemen baliknya adalah 5′-ACTGGCCGTCGTTTTAC-3′.

Contoh 4: situs EcoRI

5′-GAATTC-3′ adalah komplemen balik dirinya sendiri, seperti umumnya situs restriksi. GC = 33,3 %, T_m Wallace = 2 × 4 + 4 × 2 = 16 °C. Sebagai untai tunggal dengan ujung bebas, rumusnya C₅₉H₇₅N₂₂O₃₄P₅, 1791,22 g/mol.

Tabel ringkasan

Kesalahan umum

• Menulis peptida dari ujung yang salah. YGGFL adalah Leu-enkefalin. LFGGY adalah peptida yang berbeda.
• Menambahkan satu air per residu. Rantai linear hanya mendapat satu H₂O secara total, bukan satu per residu. Peptida siklik tidak mendapat sama sekali.
• Memakai massa rata-rata untuk puncak MS. Puncak resolusi tinggi cocok dengan massa monoisotopik.
• Lupa disulfida. Setiap ikatan S–S bernilai −2,016 Da.
• Mencampuradukkan T dan U. T untuk DNA, U untuk RNA.
• Memesan primer sebagai komplemen biasa. Oligo disintesis dari 5′ ke 3′, jadi biasanya Anda memerlukan komplemen baliknya.
• Memakai aturan Wallace untuk primer panjang. Aturan ini menaksir T_m terlalu tinggi di atas sekitar 14 nt.

Alat terkait

Panduan terkait