MolDraw › Công cụ hóa học › Trình tự peptide và DNA sang cấu trúc
Trình tự peptide và DNA sang cấu trúc
Tóm tắt: Gõ một trình tự peptide (mã một hoặc ba chữ cái) hoặc trình tự DNA hay RNA. Bạn nhận được cấu trúc đầy đủ dạng SMILES đồng phân và hình vẽ, công thức phân tử, khối lượng đơn đồng vị và trung bình; với peptide có thêm pI, điện tích và ε280; với DNA và RNA có hàm lượng GC, mạch bổ sung và Tm.
Peptide được dựng từ 20 L-amino acid chuẩn, từ đầu N đến đầu C, với tùy chọn N-acetyl, C-amide, vòng hóa đầu-đuôi và cầu disulfide. Oligonucleotide được dựng theo chiều 5′ đến 3′ trên khung phosphodiester 2-deoxyribose (DNA) hoặc ribose (RNA) với hóa học lập thể tự nhiên. Sao chép SMILES, tải tệp MOL hoặc SDF, hoặc mở cấu trúc trong trình soạn thảo MolDraw.
Đang tải…
Cách dùng công cụ trình tự sang cấu trúc
- Chọn Peptide hoặc DNA hoặc RNA.
- Gõ hoặc dán trình tự. Dòng tiêu đề FASTA, khoảng trắng, số và dấu gạch đều được bỏ qua. Peptide được đọc từ đầu N đến đầu C; DNA và RNA được đọc từ 5′ đến 3′.
- Đánh dấu các tùy chọn bạn cần: Acetyl đầu N, Amide đầu C, Vòng hóa đầu-đuôi hoặc Cầu disulfide cho peptide, 5′-phosphate cho oligonucleotide.
- Đọc công thức và khối lượng. Dùng Sao chép SMILES, Tải MOL, Tải SDF hoặc Mở trong trình soạn thảo MolDraw để tiếp tục làm việc với cấu trúc.
Cấu trúc peptide được dựng thế nào
Liên kết peptide nối carbon carboxyl của một amino acid với nitrogen amino của amino acid kế tiếp, và mỗi liên kết làm mất một phân tử nước. Trình tự luôn được viết từ đầu amino tự do (đầu N) đến đầu carboxyl tự do (đầu C), nên DF (Asp-Phe) và FD (Phe-Asp) là hai phân tử khác nhau.
Công thức = Σ công thức các gốc + H₂O gốc = amino acid − H₂O
Mọi carbon alpha đều là L, tức là S theo quy tắc CIP với mọi amino acid chuẩn trừ cysteine (L-Cys là R vì sulfur được ưu tiên hơn carboxyl). Glycine không có trung tâm lập thể. Isoleucine (2S,3S) và threonine (2S,3R) cũng được gán đúng trung tâm lập thể ở chuỗi bên.
| Tùy chọn | Thay đổi cấu trúc | Thay đổi công thức |
|---|---|---|
| Acetyl đầu N | CH₃C(=O)– trên nitrogen đầu tiên | + C₂H₂O (+42,0106 Da) |
| Amide đầu C | –C(=O)NH₂ thay cho –COOH | − O + NH (−0,9840 Da) |
| Vòng hóa đầu-đuôi | Thêm liên kết peptide từ C=O cuối cùng đến N đầu tiên | − H₂O (−18,0106 Da) |
| Cầu disulfide | S–S giữa hai cysteine (ghép cặp theo thứ tự) | − 2 H mỗi cầu (−2,0157 Da) |
pI, điện tích và hệ số tắt
Điện tích tổng là tổng trên mọi nhóm có thể ion hóa. Mỗi nhóm base đóng góp +1 / (1 + 10pH − pKa) và mỗi nhóm acid đóng góp −1 / (1 + 10pKa − pH). Dùng bộ pKa EMBOSS: đầu N 8,6, đầu C 3,6, Asp 3,9, Glu 4,1, His 6,5, Cys 8,5, Tyr 10,1, Lys 10,8, Arg 12,5. pI là pH tại đó điện tích tổng bằng 0. Đầu N đã acetyl hóa, đầu C đã amide hóa và cysteine trong cầu disulfide không được tính.
ε₂₈₀ = 5500 × n(Trp) + 1490 × n(Tyr) + 125 × n(cystine) M⁻¹ cm⁻¹
Cấu trúc DNA hoặc RNA được dựng thế nào
Mỗi nucleotide là một base gắn vào carbon 1′ của đường: 2-deoxyribose trong DNA, ribose (có 2′-OH) trong RNA. Liên kết phosphodiester nối oxygen 3′ của một đường với oxygen 5′ của đường kế tiếp qua một phosphate, nên mỗi mạch có đầu 5′ và đầu 3′ và được viết từ 5′ đến 3′. Base gắn qua N9 (A, G) hoặc N1 (C, T, U) với cấu hình β-D tự nhiên.
Công thức = Σ công thức nucleoside + (N − 1) × (PO₂ − H) 5′-phosphate: + HPO₃
| Đại lượng | Công thức sử dụng | Khi nào |
|---|---|---|
| Hàm lượng GC | (G + C) / N × 100 % | luôn luôn |
| Tm, quy tắc Wallace | 2 × (A + T) + 4 × (G + C) °C | dưới 14 nt |
| Tm, công thức GC cơ bản | 64.9 + 41 × (G + C − 16.4) / N °C | từ 14 nt trở lên |
| Mạch bổ sung | A↔T (A↔U trong RNA), G↔C, đọc từ 3′ đến 5′ | luôn luôn |
| Mạch bổ sung đảo ngược | mạch bổ sung viết từ 5′ đến 3′ | luôn luôn |
Cấu trúc được vẽ cho tối đa 30 gốc hoặc nucleotide. Trình tự dài hơn (tối đa 2000) vẫn cho công thức, khối lượng và SMILES. Khối lượng là của dạng acid tự do trung hòa; không tính muối và các biến đổi.
Ví dụ minh họa
Triglycine, GGG
3 × C₂H₅NO₂ − 2 H₂O.
C₆H₁₁N₃O₄, 189,0750 Da (đơn đồng vị), 189,17 g/mol
Asp-Phe (aspartame không có nhóm methyl ester)
C₄H₇NO₄ + C₉H₁₁NO₂ − H₂O. Bản thân aspartame là methyl ester, C₁₄H₁₈N₂O₅.
C₁₃H₁₆N₂O₅, 280,1059 Da, pI 3,75
Angiotensin II, DRVYIHPF
Tám gốc, một Tyr, nên ε₂₈₀ = 1490 M⁻¹ cm⁻¹.
C₅₀H₇₁N₁₃O₁₂, 1045,5345 Da, [M+H]⁺ 1046,5418
Oxytocin, CYIQNPCLG-NH₂
Đánh dấu Amide đầu C và Cầu disulfide: vòng Cys1–Cys6.
C₄₃H₆₆N₁₂O₁₂S₂, 1007,19 g/mol
DNA 5′-ATGC-3′
4 deoxynucleoside + 3 liên kết phosphodiester.
C₃₉H₅₀N₁₅O₂₂P₃, 1173,82 g/mol, GC 50 %, Tm 12 °C (Wallace)
Mồi xuôi M13 (17 nt)
5′-GTAAAACGACGGCCAGT-3′: 9 trên 17 base là G hoặc C.
GC 52,9 %, Tm 47,1 °C (công thức GC cơ bản)
Lỗi thường gặp
- Viết peptide từ C đến N. Trình tự luôn bắt đầu từ đầu N. YGGFL là Leu-enkephalin; LFGGY là một peptide khác.
- Quên phân tử nước. Peptide mạch thẳng có khối lượng bằng tổng khối lượng các gốc cộng một H₂O (18,0106 Da đơn đồng vị). Peptide vòng không có thêm nước.
- Nhầm các loại khối lượng. Dùng khối lượng đơn đồng vị cho peak MS phân giải cao và khối lượng trung bình khi cân và tính nồng độ mol.
- Bỏ qua cầu disulfide. Mỗi liên kết S–S làm mất hai hydrogen (−2,016 Da), điều này quan trọng trong MS.
- Dùng T trong RNA hoặc U trong DNA. Công cụ sẽ báo lỗi không khớp. Hãy chọn đúng loại trước.
- Đọc mạch bổ sung từ 5′ đến 3′. Mạch bổ sung thông thường chạy từ 3′ đến 5′. Với mồi hoặc mẫu dò, bạn thường cần mạch bổ sung đảo ngược.
- Dùng quy tắc Wallace cho mồi dài. Nó ước tính Tm quá cao khi trên khoảng 14 nt. Công cụ chuyển sang công thức GC trong trường hợp đó.
Muốn gắn nhãn gốc hoặc vẽ cơ chế? Mở cấu trúc trong MolDraw, trình soạn thảo cấu trúc hóa học trực tuyến miễn phí, để thêm nhãn, mũi tên và màu sắc, rồi xuất PNG hoặc SVG.
Mở trình soạn thảo MolDrawCâu hỏi thường gặp
Làm sao chuyển trình tự peptide sang SMILES?
Gõ trình tự bằng mã một chữ cái (DRVYIHPF) hoặc mã ba chữ cái (Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe). Công cụ nối các gốc bằng liên kết peptide từ đầu N đến đầu C và viết SMILES đồng phân với cấu hình L tại mọi carbon alpha, trừ glycine.
Công thức phân tử của triglycine (GGG) là gì?
Triglycine là C6H11N3O4. Ba glycine (mỗi phân tử C2H5NO2) mất hai phân tử nước khi tạo hai liên kết peptide. Khối lượng đơn đồng vị là 189,0750 Da và khối lượng trung bình là 189,17 g/mol.
Khối lượng đơn đồng vị của angiotensin II là bao nhiêu?
Angiotensin II (DRVYIHPF) là C50H71N13O12 với khối lượng đơn đồng vị 1045,5345 Da và khối lượng trung bình 1046,18 g/mol. Ion [M+H]+ của nó xuất hiện ở m/z 1046,54.
Điểm đẳng điện của peptide được ước tính thế nào?
Công cụ cộng điện tích của đầu N, đầu C và chuỗi bên của Asp, Glu, His, Cys, Tyr, Lys và Arg tại mỗi pH, dùng bộ pKa EMBOSS. pI là pH tại đó điện tích tổng bằng 0. Giá trị thực có thể lệch 0,5 đơn vị hoặc hơn.
Công thức của một oligonucleotide DNA được tính thế nào?
Mỗi nucleotide là một 2-deoxyribose gắn base, và các nucleotide kề nhau nối với nhau bằng liên kết phosphodiester 3'-5'. Cộng các nucleoside và một đơn vị HPO2 cho mỗi liên kết, trừ một H, sẽ được công thức. 5'-ATGC-3' với hai đầu 5' và 3' OH tự do là C39H50N15O22P3, 1173,82 g/mol.
Công cụ dùng công thức nhiệt độ nóng chảy nào?
Với dưới 14 nucleotide, nó dùng quy tắc Wallace, Tm = 2(A+T) + 4(G+C). Với 14 trở lên, nó dùng công thức GC cơ bản, Tm = 64.9 + 41(G+C − 16.4)/N. Cả hai đều là ước tính nhanh cho mồi trong dung dịch đệm PCR thông thường.
Mạch bổ sung và mạch bổ sung đảo ngược khác nhau thế nào?
Mạch bổ sung ghép cặp từng base (A với T hoặc U, G với C) và được đọc theo chiều 3' đến 5'. Mạch bổ sung đảo ngược là cùng mạch đó viết theo chiều 5' đến 3'. Với 5'-ATGC-3', mạch bổ sung là 3'-TACG-5' và mạch bổ sung đảo ngược là 5'-GCAT-3'.
Vì sao trình tự dài của tôi không được vẽ?
Cấu trúc chỉ được vẽ cho tối đa 30 gốc hoặc nucleotide, vì hình vẽ lớn hơn sẽ khó đọc. Trình tự dài hơn vẫn cho đầy đủ công thức, khối lượng và SMILES, tối đa 2000 gốc.
Công cụ hóa học liên quan
Cập nhật lần cuối: