背景
内在无序蛋白质(IDPs)的氨基酸组成和整体化学性质与有序蛋白质有明显不同。每种氨基酸都有独特的化学特征，可以是紧凑的结构，也可以是扩展的结构(Uversky, 2019)。促进紊乱的残基，即那些富含IDPs的残基，通常是亲水的、带电的或小残基。有序促进残基，即结构蛋白中富集的残基，趋向于脂肪族、疏水、芳香或形成三级结构(Uversky, 2013)。
因此，IDPs与有序蛋白在生物化学上存在明显差异。
Uversky, Gillespie， & Fink(2000)的研究表明，高净电荷和低平均亲水性都是idp的性质。一种解释是，高净电荷导致残基排斥力增加，导致结构扩展，而低疏水性将减少疏水相互作用，导致蛋白质堆积减少。当平均净电荷和平均比例水势被绘制时，idp在图上占据一个独特的区域。未折叠蛋白质和紧密蛋白质之间的屏障是:\[< r > = 2.785 < h > - 1.151 \]其中是绝对平均净电荷，是平均比例水(Uversky, Gillespie， & Fink, 2000)。
Uversky(2016)中显示了提到的电荷水力学图的另一个版本，其中显示的是平均净电荷，而不是绝对值。这就创建了两条截断线。一种是带正电的肽:\[< r > = 2.785 < h > - 1.151 \]另一个是带负电荷的缩氨酸:\[< r > = - 2.785 < h > + 1.151 \](Uversky, 2016)。
该图允许区分负蛋白和正蛋白，同时保留电荷-水关系图的信息。
此外，这可以用来识别蛋白质上的折叠区域。FoldIndex使用这个方程，并将变量设置为0，然后使用滑动窗口，得到的值将识别预测为折叠或展开的区域。\[Score = 2.785 - \lvert\rvert -1.151 \]当窗口具有负值(<0)时，序列被预测为无序。当窗口有一个正分数(>0)序列被预测为有序。Prilusky, J.， Felder, C. E.等人(2005)对此进行了描述。
方法
方法最初在Uversky, Gillespie， & Fink(2000)中描述。这里显示的计算是为了解释chargeHydropathyPlot()如何获得用于绘图的值，并在函数中自动完成。
平均比例水的计算方法是将Kyte和Doolittle的比例归一化，在0到1的范围内，Arg的水的比例为0,Ile的水的比例为1，由序列长度平均(Kyte和Doolittle, 1982;Uversky, 2016)。
净电荷由Henderson-Hasselbalch方程计算(Po & Senozan, 2001)。虽然没有一个统一的pKa值集，但等电点计算器在统一这些数据集方面做得很好(Kozlowski, 2016)。净电荷然后在序列长度上求平均值。
这两个值都绘制在电荷-水势图中，以确定一个或多个蛋白质在该空间中的位置。
计算例子
示例将使用智人TP53序列，从UniProt (UniProt Consortium 2019)获得，存储在idpr包为例。
第一部分是计算序列的平均比例水力学。这将对应于x轴上的值
第二个值是净电荷。设置平均值= TRUE将计算出的净电荷按序列长度平均。这将对应于y轴上的值。总净收费可以通过设置平均值为FALSE来计算。
chargeHydropathyFunction将自动计算这些值，并根据Uversky, Gillespie， & Fink (2000) / Uversky(2016)将其绘制为电荷-hydropathy空间中的一个点
由于返回了ggplot，用户可以将该plot分配给对象以修改外观和/或添加注释。这里显示的示例将标记返回图上的坐标。
计算费用
净电荷
netCharge用于计算序列的净电荷。详细信息请参见介绍和方法。
设置平均值= TRUE将计算出的净电荷按序列长度平均(在方法中显示)。
netCharge依赖于Henderson-Hasselbalch方程(通过hendersonHasselbalch函数)。因此pH值和pKa是计算的关键。netCharge允许使用pH参数设置不同的pH值。
还有许多pKa集是预加载的idpr．引用本插图中使用的pKa数据集。请参阅netCharge或pKaData的文档idpr以获取可用pKa集的额外信息和引用。此外，关于pKa数据集的更多细节，请参阅Kozlowski(2016)。
- “EMBOSS”(Rice, Longden， & Bleasby, 2000)
- “DTASelect”
- “所罗门”
- Sillero”“下一步将如何使这一
- “罗德威尔”
- “Lehninger”
- “Toseland”
- “Thurlkill”
- “Nozaki”
- “道森”
- “Bjellqvist”
- “ProMoST”
- “Vollhardt”
- “IPC_protein”(Kozlowski, 2016)。
- “IPC_peptide”(Kozlowski, 2016)。
或者，用户可以提供一个自定义pKa数据集。格式必须为数据帧，其中:第1列必须为残差的字符向量，第2列必须为pKa值的数字向量。如果有一个用户喜欢的数据集或如果有非大炮氨基酸，这可能是有帮助的。这里有一个例子，使用来自维基百科的pKa值(蛋白原氨基酸，n.d)。https://en.wikipedia.org/wiki/Proteinogenic_amino_acid#Chemical_properties
全球电荷分布
chargeCalculationGlobal是一个函数，用于计算序列中每个残基的电荷，独立于其他氨基酸。结果以数据帧(默认值)或图形的形式返回。
chargeCalculationGlobal接受与netCharge相同的pKa和pH参数。
结果可以返回每个残差的电荷数据帧
它将生成一个有3列的数据帧。第一列是“Position”，表示提交序列中余数的数字位置。第二列为“AA”，表示氨基酸残留量为单个字母。第三列为“电荷”，表示在指定pH值下残渣的计算电荷。
结果可以返回一个ggplot，显示电荷分布。
(这不是最美观的情节，所以一个序列地图从idpr建议在这种情况下进行可视化。)
这里的c端电荷为~ -2，因为函数默认情况下用剩余电荷聚合终端值。如果您希望将termini计算为单独的值，请使用sumTermini = FALSE。这将在数据帧中增加2个残基即" NH3 "和" COO "
如果你希望完全忽略计算中的termini，设置includeTermini = FALSE。
当地的费用
chargeCalculationLocal是一个使用滑动窗口计算序列电荷的函数。结果以数据帧(默认值)或图形的形式返回。
chargeCalculationLocal接受与netCharge相同的pKa和pH参数。
与chargecalculationonglobal不同，chargeCalculationLocal函数不考虑计算的终端。
结果可以作为窗口水力学评分的数据帧返回。它将生成一个有4列的数据帧。第一列是“Position”，表示提交序列中余数的数字位置。“CenterResidue”列将氨基酸残基指定为位于窗口中心的单个字母，位于“Position”指定的数字处。“窗口”列包含滑动窗口内用于计算电荷的所有残差。最后，“windowCharge”是“Window”列中指定的残差的计算平均电荷。
或者，结果可以作为每个窗口的电荷图返回。
窗口大小也可以通过" window "参数指定。这一定是个奇数
