Temukan Keadaan Protonasi pada pH Apa Pun dengan Plugin pKa dan Mikrospesies
Jawaban singkat: Pasang pKa & Microspecies dari Settings › Plugins, gambar molekul, lalu buka tab pKa. Atur pH dengan penggeser atau preset seperti Blood 7.4. Anda melihat perkiraan pKa untuk setiap gugus asam atau basa, bentuk bermuatan utama, muatan bersih, titik isoelektrik, dan grafik setiap mikrospesies dari pH 0 hingga 14. Semuanya berjalan di peramban Anda.
Mengapa keadaan protonasi penting
Sebagian besar molekul obat membawa gugus asam atau basa. Asam karboksilat dapat melepas proton dan menjadi karboksilat. Amina dapat menerima proton dan menjadi ion amonium. Bentuk mana yang Anda miliki bergantung pada pH larutan dan pKa setiap gugus.
pKa adalah pH saat suatu gugus separuh terprotonasi dan separuh terdeprotonasi. Setiap satuan pH yang menjauh dari pKa menggeser rasio kedua bentuk sebesar faktor sepuluh. Inilah hubungan Henderson–Hasselbalch yang dipelajari siswa dalam kimia umum.
Molekul dengan beberapa gugus terionkan dapat berada dalam beberapa keadaan protonasi sekaligus. Setiap keadaan ini adalah mikrospesies. Proporsi masing-masing berubah dengan pH. Bentuk yang dominan pada pH darah (sekitar 7,4) memengaruhi kelarutan, kemudahan molekul menembus membran, dan cara molekul terikat pada protein. Bentuk ini juga yang biasanya Anda perlukan untuk docking atau gambar. Plugin memberi perkiraan cepat semua hal ini selagi Anda menggambar.
Yang ditampilkan plugin
| Tampilan struktur | pKa sites memberi label perkiraan pada setiap gugus asam atau basa. Major at pH menggambar bentuk bermuatan utama. |
|---|---|
| Grafik | Persentase setiap mikrospesies dari pH 0 hingga 14. Klik grafik untuk melompat ke pH tersebut. |
| Kontrol pH | Penggeser, kotak angka, dan preset: Stomach 1.5, Skin 5.5, Blood 7.4, dan pH 9. |
| Ringkasan | Proporsi spesies utama, muatan bersih pada pH yang dipilih, titik isoelektrik, dan nilai pKa makro. |
| Tab | Microspecies mencantumkan setiap bentuk beserta muatan dan persentasenya. Sites mencantumkan setiap gugus beserta perkiraannya dan kotak untuk nilai Anda sendiri. About menjelaskan metodenya. |
Cara memasang plugin pKa
- Buka editor MolDraw dan masuk. Akun gratis sudah cukup.
- Klik Settings (ikon roda gigi), lalu Plugins.
- Klik Install di sebelah pKa & Microspecies. Tab pKa muncul di panel kanan.
Anda juga dapat mengklik kanan molekul di kanvas dan memilih pKa & microspecies.
Cara menemukan spesies utama pada pH tertentu
- Gambar molekul Anda. Jika kanvas berisi beberapa molekul, pilih yang Anda inginkan.
- Buka tab pKa. Dengan Live tercentang, plugin menganalisis ulang setiap kali gambar berubah. Jika tidak, tekan Analyse drawing.
- Atur pH dengan penggeser, ketik nilainya, atau tekan preset seperti Blood 7.4.
- Baca ringkasannya: spesies utama, proporsinya, dan muatan bersih.
- Ganti tampilan struktur ke Major at pH untuk melihat letak muatannya.
- Buka Microspecies untuk membandingkan bentuk-bentuk lain. Arahkan kursor ke salah satunya untuk menyorot kurvanya pada grafik.
- Tekan Insert major species untuk menambahkan bentuk bermuatan ke kanvas, atau Replace drawing untuk menukar struktur Anda dengannya.
Cara memakainya di kelas dan di laboratorium
- Mengajarkan asam dan basa: gambar glisin. Nilai buku teks sekitar 2,3 untuk asam karboksilat dan 9,6 untuk amina, sehingga zwitterion seharusnya dominan pada pH 7,4. Bandingkan perkiraan plugin dengan nilai tersebut dan geser penggeser untuk menunjukkan setiap bentuk bergantian mendominasi.
- Absorpsi obat: tekan Stomach 1.5 lalu Blood 7.4 untuk menunjukkan bagaimana asam atau basa lemah berganti muatan di sepanjang tubuh.
- Persiapan docking dan pemodelan: sisipkan spesies utama pada pH 7,4 dan ekspor bentuk itu, bukan gambar netralnya. Untuk melihat letak muatannya, warnai bentuk yang disisipkan menurut potensial elektrostatik.
- Perhitungan cepat: untuk soal penyangga dan rasio, padukan plugin dengan kalkulator pKa dan kalkulator pH.
Tips dan batasan
- Klik label pKa pada struktur untuk melompat ke gugus itu di tabel Sites.
- Jika Anda memiliki pKa hasil pengukuran, ketik di kotak Your pKa. Biarkan kosong untuk mempertahankan perkiraan. Nilai terukur selalu lebih baik daripada perkiraan.
- Garam yang digambar dengan ion lawannya dihitung sebagai dua molekul. Pilih bagian obatnya, atau gambar senyawa induk yang netral.
- Jika molekul tidak memiliki gugus terionkan antara pH 0 dan 14, plugin memberi tahu bahwa molekul tetap netral.
Semua nilai adalah perkiraan. Plugin menemukan setiap gugus asam atau basa, memulai dari nilai terukur untuk jenis gugus itu, lalu menyesuaikannya untuk substituen di dekatnya dengan persamaan Hammett dan Taft. Pada set uji terpisah berisi sekitar 2.000 molekul, galat rata-ratanya 0,92 satuan pKa, dan 71% nilai berada dalam 1 satuan. Untuk obat-obatan umum, galat rata-ratanya sekitar 0,45. Beberapa sistem cincin, tautomer, amidina, enol, dan asam C-H bisa meleset 2 satuan atau lebih. Gunakan hasilnya untuk pengajaran, pemeriksaan cepat, dan perencanaan, bukan sebagai pengganti pengukuran.
Tanya jawab
Apa itu mikrospesies?
Mikrospesies adalah satu keadaan protonasi tertentu dari suatu molekul, dengan setiap gugus asam atau basa membawa protonnya atau tidak. Molekul dengan beberapa gugus terionkan dapat berada sebagai beberapa mikrospesies sekaligus, dan proporsinya berubah dengan pH.
Seberapa akurat nilai pKa-nya?
Nilainya adalah perkiraan. Pada set uji terpisah, galat rata-ratanya 0,92 satuan pKa, dengan 71% nilai berada dalam 1 satuan, dan sekitar 0,45 satuan untuk obat-obatan umum. Sistem cincin yang tidak biasa dan heterosiklik tautomerik bisa meleset 2 satuan atau lebih.
Apakah plugin mengirim molekul saya ke server?
Tidak. Perhitungan berjalan di peramban Anda tanpa server dan tanpa model AI.
Bisakah saya memakai nilai pKa hasil pengukuran saya sendiri?
Bisa. Buka tab Sites dan ketik nilai Anda di kotak Your pKa untuk gugus tersebut. Grafik, ringkasan, dan spesies utama langsung diperbarui.