等电点 (pI) 和净电荷计算器

根据氨基酸序列计算 pI 和净电荷

输入您的蛋白质或肽序列来计算其等电点 (pI) 和不同 pH 值下的净电荷。支持自定义 pKa 值和高级选项。

示例计算

尝试这些示例蛋白质或肽序列来了解等电点计算器的工作原理。

血红蛋白 α 链 (1-20)

蛋白质

人血红蛋白 α 链的前 20 个残基。

序列: VLSPADKTNVKAAWGKVGAH

pKa 集合: 标准 (Lehninger)

pH 范围: 0 - 14 (step 0.01)

合成肽

肽

含有酸性残基和碱性残基的短合成肽。

序列: ACDEHKR

pKa 集合: 标准 (Lehninger)

pH 范围: 0 - 14 (step 0.01)

自定义 pKa 示例

自定义 pKa

使用用户定义的 pKa 值的肽。

序列: DEHKR

pKa 集合: 自定义

自定义 pKa: 9.5,2.2,4.0,4.5,8.0,10.0,6.2,10.4,12.0

pH 范围: 0 - 14 (step 0.01)

胰岛素 B 链 (1-15)

蛋白质

人胰岛素 B 链的前 15 个残基。

序列: FVNQHLCGSHLVEAL

pKa 集合: 标准 (Lehninger)

pH 范围: 0 - 14 (step 0.01)

其他标题
理解等电点 (pI)：综合指南
通过 pI 和净电荷计算掌握蛋白质和肽电荷分析。

什么是等电点 (pI)？

  • 定义和重要性
  • 氨基酸电离
  • 蛋白质纯化
等电点 (pI) 是分子（如蛋白质或肽）不携带净电荷时的 pH 值。这是理解蛋白质在不同环境中的溶解度、稳定性和行为的关键特性。
氨基酸电离和 pI
氨基酸具有可电离基团（N端、C端和侧链），这些基团根据 pH 获得或失去质子。pI 由这些基团的 pKa 值和序列组成决定。
蛋白质纯化中的应用
了解 pI 对于等电聚焦、电泳和色谱等技术至关重要，这些技术基于电荷差异进行分离。

pI 实践应用

  • 血红蛋白 pI 约为 6.8，对血液分析有用。
  • 肽 pI 有助于设计纯化方案。

使用等电点计算器的分步指南

  • 输入序列
  • 选择 pKa 集合
  • 解释结果
使用单字母代码输入您的氨基酸序列。选择 pKa 集合或输入自定义值。设置计算的 pH 范围和步长。计算器将计算 pI 和净电荷表。
输入序列
仅使用标准氨基酸代码 (ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY)。非标准残基被忽略或标记为错误。
选择 pKa 值
标准 pKa 值适用于大多数情况。对于特殊条件或修饰残基，使用自定义选项输入您自己的 pKa 值。
解释结果
结果包括计算的 pI、pI 处的净电荷、净电荷与 pH 的关系表以及使用的 pKa 值。将这些用于蛋白质分析、纯化或研究。

分步示例

  • 序列：ACDEHKR，pKa 集合：标准，pI ≈ 7.1
  • 修饰肽的自定义 pKa。

等电点计算的实际应用

  • 蛋白质纯化
  • 生物制药
  • 食品科学
等电点计算用于蛋白质纯化、生物制药配方和食品科学。pI 有助于预测蛋白质在各种环境中的溶解度、聚集和稳定性。
蛋白质纯化和分析
等电聚焦和离子交换色谱等技术依赖于 pI 差异来分离蛋白质。
生物制药配方
pI 用于优化治疗蛋白质的缓冲条件并防止聚集。
食品科学和营养
pI 在乳制品、蛋类和植物蛋白加工中很重要，影响质地和溶解度。

应用示例

  • 等电聚焦用于蛋白质分离。
  • 配制稳定的蛋白质药物。

常见误解和正确方法

  • 忽略侧链
  • 假设所有 pKa 相等
  • 忽视序列背景
常见的错误是忽略侧链 pKa 值的贡献或假设所有 pKa 值都相同。序列背景和环境可以改变 pKa 值，影响 pI 计算。
侧链贡献
只有某些氨基酸 (D、E、C、Y、H、K、R) 具有影响 pI 的可电离侧链。它们的丰度和位置很重要。
序列和环境效应
pKa 值可能由于邻近残基或溶液条件而改变。如需要准确性，请使用自定义 pKa 值。
正确计算方法
计算器使用 Henderson-Hasselbalch 方程和迭代搜索来找到净电荷为零的 pH（等电点）。

最佳实践指南

  • 不要忽略组氨酸 (H) 侧链。
  • 为翻译后修饰调整 pKa。

数学推导和示例

  • Henderson-Hasselbalch 方程
  • 迭代 pI 搜索
  • 计算示例
使用 Henderson-Hasselbalch 方程计算给定 pH 下的净电荷。通过搜索净电荷为零的 pH 来找到 pI。
Henderson-Hasselbalch 方程
对于酸性基团：电荷 = -1 / (1 + 10^(pKa - pH))。对于碱性基团：电荷 = +1 / (1 + 10^(pH - pKa))。总净电荷是所有基团的总和。
迭代搜索 pI
计算器使用二分法或网格搜索算法来找到净电荷最接近零的 pH（等电点）。
计算示例
对于序列 ACDEHKR，计算器计算每个 pH 下的净电荷并找到净电荷为零的 pI。对于大多数肽，这通常在 6 到 8 之间。

计算示例

  • 使用标准 pKa 值计算 ACDEHKR 的 pI。
  • 为修饰肽使用自定义 pKa。