Rechner für den isoelektrischen Punkt

Der isoelektrische Punkt, meist pI abgekürzt, ist der pH-Wert, bei dem ein Molekül im Mittel keine elektrische Nettoladung trägt. Bei Peptiden und Proteinen hängt er vor allem von den ionisierbaren Amino- und Carboxylenden sowie den ionisierbaren Seitenketten ab. Am pI können weiterhin positive und negative Gruppen vorhanden sein, doch ihre mittleren Ladungen gleichen sich aus. Der Rechner schätzt dieses Gleichgewicht direkt aus einer Aminosäuresequenz im Einbuchstabencode. Die Ladung ändert sich kontinuierlich mit dem pH. Bei niedrigem pH begünstigt Protonierung positiv geladene Aminogruppen und unterdrückt negative Carboxylatgruppen. Bei hohem pH verringert Deprotonierung die positive und erhöht die negative Ladung. Die Henderson-Hasselbalch-Beziehung berechnet aus dem pKa jeder Gruppe und dem gewählten pH eine anteilige Ladung. Ihre Summe ergibt die geschätzte Nettoladung, statt jeden Rest als vollständig geladen oder ungeladen zu behandeln. Diese Implementierung verwendet einen üblichen pKa-Satz für Lehrzwecke: 9.69 für den Aminoterminus, 2.34 für den Carboxylterminus, 3.86 für Aspartat, 4.25 für Glutamat, 6.00 für Histidin, 8.33 für Cystein, 10.07 für Tyrosin, 10.50 für Lysin und 12.40 für Arginin. Eine binäre Suche zwischen pH 0 und 14 findet den Nulldurchgang der berechneten Nettoladung. Die Anzeige wird auf zwei Nachkommastellen gerundet. Experimentelle pI-Werte können abweichen, weil die lokale Umgebung eines Rests seinen pKa verschieben kann. Benachbarte Ladungen, Lösungsmittelzugänglichkeit, Wasserstoffbrücken, Proteinfaltung, Disulfidbildung, terminale Modifikationen, Phosphorylierung und weitere posttranslationale Änderungen spielen eine Rolle. Auch verschiedene veröffentlichte pKa-Tabellen liefern leicht unterschiedliche Vorhersagen. Der sequenzbasierte pI ist daher eine nützliche Schätzung für Planung und Vergleich, aber kein exakter Ersatz für isoelektrische Fokussierung oder andere Messungen. Der isoelektrische Punkt beeinflusst Löslichkeit, elektrophoretische Wanderung, Aufreinigung, Kristallisation und Formulierung von Proteinen. Nahe ihrem pI sind Proteine häufig schlechter löslich, weil die elektrostatische Abstoßung minimal ist. Bei der Ionenaustauschchromatografie wird der Puffer-pH oft relativ zum pI gewählt: Darunter ist die Nettoladung meist positiv, darüber negativ. Die berechnete Ladung bei einem gewählten pH hilft, einen ersten Ionenaustauscher und passende Pufferbedingungen auszuwählen. Gib nur Standard-Aminosäurebuchstaben ein; Leerzeichen und Groß-/Kleinschreibung werden normalisiert. Mehrdeutige Codes und chemische Modifikationen werden nicht modelliert. Vergleiche für eine sinnvolle Interpretation Vorhersagen mit derselben pKa-Konvention und überprüfe kritische Laborentscheidungen experimentell.