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タンパク質の正味電荷計算

このタンパク質正味電荷計算ツールは、イオン化可能な各基の数を使い、指定したpHでのペプチドの電荷を推定します。リシン、アルギニン、ヒスチジン、アスパラギン酸、グルタミン酸、システイン、チロシンの残基数と、遊離末端の数をご入力ください。標準的なpKa値が初期設定されていますが、実験モデルに合わせてすべて変更できます。結果には正電荷、負電荷、正味電荷に加え、基ごとの内訳も表示されるため、根拠のない単一の数値ではなく計算内容をご確認いただけます。

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ペプチド組成から推定電荷を求める方法

ペプチドの電荷は、どの条件でも一定というわけではありません。塩基性基はプロトンを受け取って正電荷に寄与し、酸性基はプロトンを失って負電荷に寄与します。その釣り合いはpHに応じて連続的に変化します。まず、イオン化可能な側鎖を数えてください。塩基性側にはリシン、アルギニン、ヒスチジンがあり、酸性側にはアスパラギン酸、グルタミン酸、システイン、チロシンがあります。次に、遊離N末端と遊離C末端の数をご指定ください。一般的な直鎖ペプチドには各末端が1つずつあるため、両方の初期値は1です。末端が化学的に保護されている場合、アミド化やアセチル化されている場合、環状ペプチドとして結合している場合、または通常のイオン化ができない場合は0に設定します。本ツールは選択したpHを各基に適用し、部分電荷を合計します。そのため、すべての基を完全な荷電または非荷電として扱わず、1.42のような連続値を返します。特にpKa付近の条件を比べる際には、この平均的な部分電荷が役立ちます。

Henderson–Hasselbalchの割合を用いる計算

各塩基性基では、プロトン化率として「1を、1と10のpH－pKa乗との和で割った値」を使います。この割合に基の数を掛けると、正の寄与が得られます。各酸性基では、脱プロトン化率として「1を、1と10のpKa－pH乗との和で割った値」を使い、基の数を掛けて負符号を付けます。正の寄与と負の寄与をそれぞれ合計し、その総和を推定正味電荷とします。詳細結果には、対応するすべての基について、数、pKa、イオン化率、電荷寄与が表示されます。数が0の基も省略されません。初期pKa値は一般的な推定に便利ですが、普遍的な物理定数ではありません。配列環境、溶媒への露出、イオン強度、温度、近接電荷、実験法によって有効pKaは変化し得ます。測定値やモデル固有の値をお持ちの場合は、直接ご入力ください。前提を明示することで比較を再現可能にし、初期値を実測された性質と取り違えることを防げます。

推定値の読み方と適用範囲

正味電荷は、入力した前提に基づく分子電荷の向きとおおよその大きさを示します。正の結果では、プロトン化した塩基性基の寄与が脱プロトン化した酸性基を上回っています。負の結果では酸性側が優勢です。0に近い値は、そのpHでおおむね電気的に中性であることを示します。ただし、本ツールは等電点を探索するものではなく、複数のpHを自動走査しません。また、アミノ酸配列から残基数を推定したり、立体構造に伴う相互作用をモデル化したり、補因子や翻訳後修飾を自動追加したりする機能はありません。電気泳動移動度や溶解度も予測しません。用意された欄に該当する基だけを入力し、化学形態に応じて末端数とpKa値をご調整ください。迅速な設計確認、教育、緩衝液条件の比較、既知組成の再現可能なスクリーニングに適しています。折りたたまれたタンパク質、特殊な微小環境、精密な実験挙動に関わる判断では、結果を推定値として扱い、構造を考慮するpKaモデルや実験測定と比較してください。APIによる自動処理は1回$0.002で、同じ決定論的計算をブラウザーでも実行できます。

活用例

緩衝液条件の比較

同じペプチド組成について、候補となる実験pH間で電荷がどう変わるかを推定できます。

ペプチド設計の確認

置換や末端保護によって、設計したペプチドが正または負のどちらへ移るかをご確認いただけます。

酸塩基挙動の学習

各残基群の部分的プロトン化が全体へどう寄与するかを、二者択一の近似を使わずに示せます。

よくある質問

結果は何を表していますか？

入力したpHにおけるペプチド1分子当たりの平均正味電荷の推定値です。数えた各基が独立にイオン化すると仮定しています。

初期設定のpKa値はいくつですか？

リシン10.5、アルギニン12.5、ヒスチジン6.0、アスパラギン酸3.9、グルタミン酸4.1、システイン8.3、チロシン10.1、N末端8.0、C末端3.1です。

保護された末端も数えますか？

いいえ。保護、環化、またはモデル上イオン化できない末端については、該当する末端数を0に設定してください。

正味電荷が小数になるのはなぜですか？

pKa付近では、イオン化基がプロトン化または脱プロトン化している分子が集団の一部に限られるため、同一分子集団の平均値は小数になります。

等電点も計算できますか？

いいえ。指定された1つのpHだけを評価します。等電点の計算では、モデル上の正味電荷が0になるpHを探索します。

APIリクエストの料金はいくらですか？

APIリクエストは1回$0.002です。ブラウザーでも同じ決定論的ロジックを使用します。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/bio/protein-net-charge

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/bio/protein-net-charge \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"ph":7.4}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/bio/protein-net-charge", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "ph": 7.4
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/bio/protein-net-charge",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "ph": 7.4
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/bio/protein-net-charge", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"ph":7.4}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"ph":7.4}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/bio/protein-net-charge", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "ph": 7.4
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "bio.protein_net_charge",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

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