亲水指数

亲水指数是定义氨基酸残基的相对疏水性或亲水性的值。 值越正，位于蛋白质该区域的氨基酸越疏水。 这些尺度通常用于预测膜蛋白的跨膜α-螺旋。 当连续测量蛋白质的氨基酸时，值的变化表明特定蛋白质区域被脂质双层内的疏水区域吸引。

化合物或氨基酸的疏水或亲水特性是其亲水特性、亲水性或亲水性。

疏水效应表示水排斥非极性分子的倾向。 这种效应源于液态水分子之间高动态氢键的破坏。 极性化学基团，例如甲醇中的 OH 基团，不会产生疏水作用。 然而，纯碳氢化合物分子，例如己烷，不能接受或提供氢键给水。 将己烷引入水中会破坏水分子之间的氢键网络。 氢键通过在己烷分子周围构建水笼来部分重建，类似于在较低温度下形成的笼形水合物。 水分子在笼（或溶剂化壳）中的流动性受到强烈限制。 这导致水分子平移和旋转熵的显着损失，并使该过程在系统的自由能方面不利。 在热力学方面，疏水效应是水围绕溶质的自由能变化。 周围溶剂的正自由能变化表示疏水性，而负自由能变化表示亲水性。 这样，疏水效应不仅可以局部化，还可以分解为焓和熵贡献。

已经开发了许多不同的疏水性等级。

表中显示的四个量表之间存在明显差异。 与其他两个尺度不同，第二个和第四个尺度都将半胱氨酸作为最疏水的残基。 这种差异是由于用于测量疏水性的不同方法造成的。 scales 的目的是检查具有已知 3-D 结构的蛋白质，并将疏水特性定义为在蛋白质内部而不是在其表面发现残留物的趋势。 由于半胱氨酸形成必须出现在球状结构内部的二硫键，因此半胱氨酸被列为最疏水的。 xxx和第三尺度源自氨基酸侧链的物理化学特性。 这些尺度主要来自氨基酸结构的检查。

测量氨基酸疏水性的最常用方法是在两个不混溶的液相之间分配。 不同的有机溶剂最广泛地用于模拟蛋白质内部。 然而，有机溶剂与水略微混溶，两相的特性发生变化，难以获得纯疏水性尺度。乙醇和二氧杂环己烷用作有机溶剂并计算每个氨基酸的转移自由能。 非液相也可以与分配方法一起使用，例如胶束相和气相。 已经使用胶束相开发了两种尺度。 芬德勒等人。 使用十二烷基硫酸钠 (SDS) 胶束测量了 14 种放射性标记氨基酸的分配。 此外，使用气相测量氨基酸侧链对水的亲和力。 气相代表最简单的非极性相，因为它与溶质没有相互作用。

水相和聚合物相被用于开发新型分配尺度。 分区方法有很多缺点。 首先，很难模仿蛋白质内部。 此外，自溶剂化的作用使得游离氨基酸的使用变得非常困难。 此外，在转移到有机溶剂中丢失的氢键不会重新形成，但通常在蛋白质内部。

亲水指数也可以通过计算展开的多肽链或α-螺旋中氨基酸残基的溶剂可及表面积并将表面积乘以相应类型原子的经验溶剂化参数来获得。 基于蛋白质的差异溶剂可及表面积疏水性标度作为附近的压缩网络。